Bu makale için içerik tablosu:
1. Amino asitlerin gelişimi
2. Yapısal özellikler
3. Kimyasal bileşim
4. Sınıflandırma
5. Sentez
6. Fizikokimyasal özellikler
7. Toksisite
8. Antimikrobiyal aktivite
9. reolojik özellikler
10. Kozmetik endüstrisindeki uygulamalar
11. Günlük Kozmetiklerde Uygulamalar
Amino asit yüzey aktif cisimleri (AAS)hidrofobik grupları bir veya daha fazla amino asit ile birleştirerek oluşturulan bir yüzey aktif madde sınıfıdır. Bu durumda, amino asitler sentetik olabilir veya protein hidrolizatlarından veya benzeri yenilenebilir kaynaklardan türetilebilir. Bu makale, AAS için mevcut sentetik yolların çoğunun ayrıntılarını ve farklı yolların çözünürlük, dispersiyon stabilitesi, toksisite ve biyolojik olarak bozunabilirlik dahil olmak üzere son ürünlerin fizikokimyasal özellikleri üzerindeki etkisini kapsamaktadır. Artan talepte bir yüzey aktif madde sınıfı olarak, değişken yapılarından dolayı AAS'ın çok yönlülüğü çok sayıda ticari fırsat sunmaktadır.
Sürfaktanların deterjanlarda, emülsiyonlarda, korozyon inhibitörlerinde, üçüncül yağ geri kazanımı ve ilaçlarda yaygın olarak kullanıldığı göz önüne alındığında, araştırmacılar hiç yüzey aktif cisimlerine dikkat etmeyi bırakmamışlardır.
Yüzey aktif cisimleri, dünya çapında günlük olarak büyük miktarlarda tüketilen ve su çevre üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olan en temsili kimyasal ürünlerdir.Çalışmalar, geleneksel yüzey aktif maddelerinin yaygın kullanımının çevre üzerinde olumsuz bir etkisi olabileceğini göstermiştir.
Günümüzde toksisite olmayan, biyolojik olarak bozunabilirlik ve biyouyumluluk tüketiciler için yüzey aktif cisimlerinin faydası ve performansı kadar önemlidir.
Biosurfacttanlar, bakteri, mantar ve maya gibi mikroorganizmalar tarafından doğal olarak sentezlenen veya hücre dışı olarak salgılanan çevre dostu sürdürülebilir yüzey aktif cisimleridir.Bu nedenle, biyo -yüzdelik maddeler, fosfolipidler, alkil glikozitler ve asil amino asitler gibi doğal amfifilik yapıları taklit etmek için moleküler tasarımla da hazırlanabilir.
Amino asit yüzey aktif cisimleri (AAS)genellikle hayvan veya tarımsal olarak türetilmiş hammaddelerden üretilen tipik sürfaktanlardan biridir. Son yirmi yılda, AAS, sadece yenilenebilir kaynaklardan sentezlenebildikleri için değil, aynı zamanda AA'ların kolayca bozulabilir ve zararsız yan ürünleri olduğu için çevre için daha güvenli hale getirdikleri için bilim adamlarının yeni yüzey aktif cisimleri olarak büyük ilgi çekti.
AA'lar, amino asit grupları (Ho2 C-CHR-NH2) veya amino asit kalıntıları (Ho2 C-CHR-NH-) içeren amino asitlerden oluşan bir yüzey aktif cisim sınıfı olarak tanımlanabilir. Amino asitlerin 2 fonksiyonel bölgesi, çok çeşitli yüzey aktif maddelerin türetilmesine izin verir. Doğada toplam 20 standart proteinojenik amino asidin var olduğu bilinmektedir ve büyüme ve yaşam aktivitelerindeki tüm fizyolojik reaksiyonlardan sorumludur. Sadece R tortusuna göre birbirinden farklıdırlar (Şekil 1, PK A, çözeltinin asit ayrışma sabitinin negatif logaritmasıdır). Bazıları polar olmayan ve hidrofobiktir, bazıları polar ve hidrofiliktir, bazıları temeldir, bazıları asidiktir.
Amino asitler yenilenebilir bileşikler olduğundan, amino asitlerden sentezlenen sürfaktanlar da sürdürülebilir ve çevre dostu olma potansiyeline sahiptir. Basit ve doğal yapı, düşük toksisite ve hızlı biyolojik olarak bozunabilirlik onları geleneksel yüzey aktif cisimlerinden daha üstün kılar. Yenilenebilir hammaddeler (örneğin amino asitler ve bitkisel yağlar) kullanılarak AAS, farklı biyoteknolojik yollar ve kimyasal yollar tarafından üretilebilir.
20. yüzyılın başlarında, amino asitlerin ilk olarak yüzey aktif cisimlerin sentezi için substratlar olarak kullanıldığı keşfedildi.AA'lar esas olarak farmasötik ve kozmetik formülasyonlarda koruyucu olarak kullanılmıştır.Ek olarak, AAS'ın çeşitli hastalığa neden olan bakterilere, tümörlere ve virüslere karşı biyolojik olarak aktif olduğu bulunmuştur. 1988'de, düşük maliyetli AA'ların mevcudiyeti yüzey aktivitesine araştırma ilgisi yarattı. Bugün, biyoteknolojinin gelişmesiyle, bazı amino asitler, maya ile büyük ölçekli olarak ticari olarak sentezlenebilir, bu da dolaylı olarak AAS üretiminin daha çevre dostu olduğunu kanıtlar.
01 Amino asitlerin gelişimi
Doğal olarak oluşan amino asitlerin ilk keşfedildiği 19. yüzyılın başlarında, yapılarının son derece değerli olduğu tahmin edildi - amfifillerin hazırlanması için hammadde olarak kullanılabilir. AAS sentezi üzerine ilk çalışma 1909 yılında Bondi tarafından bildirilmiştir.
Bu çalışmada N-asilglisin ve N-asilalanin, yüzey aktif cisimleri için hidrofilik gruplar olarak sokulmuştur. Sonraki çalışma, glisin ve alanin kullanan lipoamino asitlerin (AAS) sentezini ve Hentrich ve ark. bir dizi bulgu yayınladı,İlk patent uygulaması dahil, ev temizleme ürünlerinde (örneğin şampuanlar, deterjanlar ve diş macunları) yüzey aktif cisimleri olarak asil sarkosinat ve asil aspartat tuzlarının kullanılması.Daha sonra, birçok araştırmacı asil amino asitlerin sentezini ve fizikokimyasal özelliklerini araştırdı. Bugüne kadar, AA'ların sentezi, özellikleri, endüstriyel uygulamaları ve biyolojik olarak bozunabilirliği hakkında büyük bir literatür yayınlanmıştır.
02 Yapısal Özellikler
AAS'ın polar olmayan hidrofobik yağ asit zincirleri yapı, zincir uzunluğu ve sayısında değişebilir.AAS'ın yapısal çeşitliliği ve yüksek yüzey aktivitesi, geniş bileşimsel çeşitliliklerini ve fizikokimyasal ve biyolojik özelliklerini açıklamaktadır. AA'ların baş grupları amino asitlerden veya peptitlerden oluşur. Kafa gruplarındaki farklılıklar, bu yüzey aktif cisimlerin adsorpsiyonunu, agregasyonunu ve biyolojik aktivitesini belirler. Baş grubundaki fonksiyonel gruplar daha sonra katyonik, anyonik, noniyonik ve amfoterik dahil AA'ların tipini belirler. Hidrofilik amino asitler ve hidrofobik uzun zincirli kısımların kombinasyonu, molekülü oldukça aktif hale getiren amfifilik bir yapı oluşturur. Ek olarak, molekülde asimetrik karbon atomlarının varlığı kiral moleküllerin oluşmasına yardımcı olur.
03 Kimyasal bileşim
Tüm peptitler ve polipeptitler, bu yaklaşık 20 a-proteinojenik a-amino asitlerin polimerizasyon ürünleridir. 20 a-amino asitlerin tümü, her ikisi de aynı tetrahedral a-karbon atomuna bağlı bir karboksilik asit fonksiyonel grup (-COOH) ve bir amino fonksiyonel grup (-NH2) içerir. Amino asitler, a-karbona bağlı farklı R grupları tarafından (R grubunun hidrojen olduğu lycine hariç) birbirinden farklıdır. R grupları yapı, boyut ve yük bakımından (asitlik, alkalinite) farklılık gösterebilir. Bu farklılıklar ayrıca amino asitlerin sudaki çözünürlüğünü de belirler.
Amino asitler kiral (glisin hariç) ve optik olarak doğası gereği aktiftir, çünkü alfa karbonuna bağlı dört farklı ikame edicisi vardır. Amino asitlerin iki olası konformasyonu vardır; L-stereoizomer sayısının önemli ölçüde daha yüksek olmasına rağmen, birbirlerinin üst üste binmeyen ayna görüntüleridir. Bazı amino asitlerde (fenilalanin, tirozin ve triptofan) mevcut olan R-Grubu arildir, bu da 280 nm'de maksimum UV absorpsiyonuna yol açar. Amino asitlerdeki asidik a-coOH ve temel a-nh2, iyonizasyon yapabilir ve her iki stereoizomer, hangisi olursa olsun, aşağıda gösterilen iyonizasyon dengesini oluşturur.
R-cooh ↔r-coo－＋ H＋
R-NH3＋↔r-nh2＋ H＋
Yukarıdaki iyonizasyon dengesinde gösterildiği gibi, amino asitler en az iki zayıf asidik grup içerir; Bununla birlikte, karboksil grubu protonlanmış amino grubuna kıyasla çok daha asidiktir. PH 7.4, amino grubu protonlanırken karboksil grubu protonlanır. İyone edilemeyen R gruplarına sahip amino asitler bu pH'da elektriksel olarak nötrdür ve form zwitterion.
04 Sınıflandırma
AAS, aşağıda aşağıda açıklanan dört kritere göre sınıflandırılabilir.
4.1 Menşe'ye göre
| Köken'e göre, AAS aşağıdaki gibi 2 kategoriye ayrılabilir. ① Doğal kategori Amino asitler içeren doğal olarak oluşan bazı bileşikler de yüzey/arayüzey gerginliğini azaltma yeteneğine sahiptir ve bazıları glikolipidlerin etkinliğini bile aşmaktadır. Bu AA'lar lipopeptitler olarak da bilinir. Lipopeptitler, genellikle Bacillus türleri tarafından üretilen düşük moleküler ağırlıklı bileşiklerdir.
Bu tür AA'lar ayrıca 3 alt sınıfa ayrılmıştır:Süram, iturin ve fengisin.
|
| Yüzey aktif peptit ailesi, çeşitli maddelerin heptapeptid varyantlarını kapsar,Şekil 2a'da gösterildiği gibi, bir C12-C16 doymamış β-hidroksi yağ asit zinciri peptide bağlı. Yüzey aktif peptit, halka β-hidroksi yağ asidi ve peptidin C terminali arasında katalizle kapatıldığı bir makrosiklik laktondur. Iturinin alt sınıfında, Iturin A ve C, Mycosubtilin ve Bacillomisin D, F ve L olmak üzere altı ana varyantı vardır.Her durumda, heptapeptitler β-amino yağ asitlerinin C14-C17 zincirlerine bağlanır (zincirler çeşitli olabilir). Ekurimisinler durumunda, β-pozisyonundaki amino grubu, C-terminaliyle bir amid bağı oluşturabilir ve böylece bir makrosiklik laktam yapısı oluşturabilir.
Alt sınıf fengisin, Tyr9 D ile yapılandırıldığında plipastatin olarak da adlandırılan fengisin A ve B içerir.Decapeptit, bir C14 -C18 doymuş veya doymamış β -hidroksi yağ asidi zincirine bağlıdır. Yapısal olarak, plipastatin aynı zamanda peptit sekansının 3 pozisyonunda bir tyr yan zinciri içeren ve C-terminal tortusu ile bir ester bağı oluşturan, böylece bir iç halka yapısı oluşturan (birçok psödomonas lipopeptitleri için olduğu gibi) makrosiklik bir laktondur.
② Sentetik kategori AAS, asidik, bazik ve nötr amino asitlerden herhangi biri kullanılarak sentezlenebilir. AA'ların sentezi için kullanılan yaygın amino asitler glutamik asit, serin, prolin, aspartik asit, glisin, arginin, alanin, lösin ve protein hidrolizatlarıdır. Bu yüzey aktif madde alt sınıfı kimyasal, enzimatik ve kemoenzimatik yöntemlerle hazırlanabilir; Bununla birlikte, AAS üretimi için kimyasal sentez daha ekonomik olarak mümkündür. Yaygın örnekler arasında N-Lauroil-L-glutamik asit ve N-palmitoil-L-glutamik asit bulunur.
|
4.2 alifatik zincir ikame edenlere dayanarak
Aliphatik zincir ikame edenlere dayanarak, amino asit bazlı yüzey aktif cisimleri 2 tipe ayrılabilir.
Sübstitücinin konumuna göre
| Substited AAS N-sübstitüe edilmiş bileşiklerde, bir amino grubunun yerini bir lipofilik grup veya bir karboksil grubu ile değiştirir, bu da baziklik kaybına neden olur. N-ikameli AAS'ın en basit örneği, esasen anyonik yüzey aktif cisimleri olan N-asil amino asitlerdir. N-ikame edilmiş AAS, hidrofobik ve hidrofilik kısımlar arasında bir amid bağına sahiptir. Amid bağı, bu yüzey aktif maddenin asidik bir ortamda bozulmasını kolaylaştıran, böylece biyolojik olarak parçalanabilir hale getiren bir hidrojen bağı oluşturma yeteneğine sahiptir.
②C-Substited AAS C-ikameli bileşiklerde ikame karboksil grubunda (bir amid veya ester bağı yoluyla) meydana gelir. Tipik C-ikameli bileşikler (örn. Esterler veya amidler) esasen katyonik yüzey aktif cisimleridir.
③n- ve c-ikame edilmiş AA'lar Bu tip yüzey aktif madde içinde, hem amino hem de karboksil grupları hidrofilik kısımdır. Bu tip aslında amfoterik bir sürfaktandır. |
4.3 Hidrofobik kuyruk sayısına göre
Kafa gruplarının ve hidrofobik kuyrukların sayısına dayanarak, AA'lar dört gruba ayrılabilir. Düz zincirli AAS, İkizler (dimer) tipi AAS, gliserolipid tip AAS ve bicephalik amfifilik (BOLA) tipi AAS. Düz zincirli yüzey aktif cisimleri, sadece bir hidrofobik kuyruğa sahip amino asitlerden oluşan yüzey aktif cisimleridir (Şekil 3). İkizler tipi AAS, molekül başına iki amino asit polar baş grubu ve iki hidrofobik kuyruğa sahiptir (Şekil 4). Bu tip yapıda, iki düz zincirli AAS bir aralayıcı ile birbirine bağlanır ve bu nedenle dimerler olarak da adlandırılır. Gliserolipid tipi AA'larda ise, iki hidrofobik kuyruk aynı amino asit kafa grubuna bağlanır. Bu yüzey aktif cisimleri monogliseritler, digliseritler ve fosfolipidlerin analogları olarak düşünülebilirken, Bola-tipi AA'larda iki amino asit kafa grubu hidrofobik bir kuyrukla bağlanır.
4.4 kafa grubunun türüne göre
①Cationic AA'lar
Bu tip yüzey aktif maddenin kafa grubu pozitif bir yüke sahiptir. En eski katyonik AAS, bir pirolidon karboksilat olan etil kokoyl arjinattır. Bu yüzey aktif maddenin eşsiz ve çeşitli özellikleri, dezenfektanlar, antimikrobiyal ajanlar, antistatik ajanlar, saç kremleri ve ayrıca göz ve cilde nazik olmanın yanı sıra ve kolayca biyolojik olarak parçalanabilir hale getirir. Singare ve Mhatre, arginin bazlı katyonik AA'ları sentezledi ve fizikokimyasal özelliklerini değerlendirdi. Bu çalışmada, Schotten-Baumann reaksiyon koşulları kullanılarak elde edilen ürünlerin yüksek verimlerini iddia etmişlerdir. Artan alkil zincir uzunluğu ve hidrofobiklik ile yüzey aktif maddenin yüzey aktivitesinin arttığı ve kritik misel konsantrasyonunun (CMC) azaldığı bulunmuştur. Bir diğeri, saç bakım ürünlerinde saç kremi olarak yaygın olarak kullanılan kuaterner asil proteinidir.
②anyonik AA'lar
Anyonik yüzey aktif cisimlerinde, yüzey aktif maddenin kutup kafa grubunun negatif bir yükü vardır. Deniz kestanilerinde ve deniz yıldızlarında yaygın olarak bulunan bir amino asit olan sarkozin (CH3 -NH -CH2 -COOH, N -metilglisin), kimyasal olarak memeli hücrelerinde bulunan temel bir amino asit olan glisin (NH2 -CH2 -COOH,) ile ilişkilidir. -CoOH,) kimyasal olarak memeli hücrelerinde bulunan temel bir amino asit olan glisin ile ilişkilidir. Laurik asit, tetradekanoik asit, oleik asit ve bunların halidleri ve esterleri yaygın olarak sarkosinat yüzey aktif cisimlerini sentezlemek için kullanılır. Sarkozinatlar doğal olarak hafiftir ve bu nedenle ağız yıkamalarında, şampuanlarda, püskürtme köpüklerinde, güneş kremlerinde, cilt temizleyicileri ve diğer kozmetik ürünlerde yaygın olarak kullanılır.
Ticari olarak temin edilebilen diğer anyonik AA'lar, sırasıyla sodyum n-cocoyl-l-glutamat ve potasyum n-cocoyl glisinat için ticari isimler olan amisoft CS-22 ve Amilitegck-12'dir. Amilit yaygın olarak bir köpük ajanı, deterjan, çözündürücü, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılır ve kozmetiklerde şampuanlar, banyo sabunları, vücut yıkama, diş temizleyicileri, yüz temizleyicileri, temizleme sabunları, kontakt lens temizleyicileri ve hane halkı yüzey aktif cisimleri gibi birçok uygulamaya sahiptir. Amisoft, esas olarak yüz ve vücut temizleyicileri, blok sentetik deterjanlar, vücut bakım ürünleri, şampuanlar ve diğer cilt bakım ürünlerinde hafif bir cilt ve saç temizleyici olarak kullanılır.
③zwitterionik veya amfoterik AA'lar
Amfoterik yüzey aktif cisimleri hem asidik hem de temel yerler içerir ve bu nedenle pH değerini değiştirerek yüklerini değiştirebilir. Alkalin ortamında anyonik yüzey aktif cisimleri gibi davranırlar, asidik ortamlarda katyonik yüzey aktif cisimleri gibi davranırlar ve amfoterik yüzey aktif cisimleri gibi nötr ortamlarda davranırlar. Lauril lizin (LL) ve alkoksi (2-hidroksipropil) arginin, amino asitlere dayanan tek amfoterik yüzey aktif cisimleridir. LL, lizin ve laurik asidin bir yoğuşma ürünüdür. Amfoterik yapısı nedeniyle, çok alkalin veya asidik çözücüler hariç, neredeyse her türlü çözücü türünde çözünmez. Organik bir toz olarak LL, hidrofilik yüzeylere mükemmel yapışmaya ve düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir, bu da bu yüzey aktif madde mükemmel yağlama kabiliyeti verir. LL, cilt kremlerinde ve saç kremlerinde yaygın olarak kullanılır ve ayrıca yağlayıcı olarak kullanılır.
④Nonionic AA'lar
Noniyonik yüzey aktif cisimleri, resmi yükleri olmayan kutupsal kafa grupları ile karakterizedir. Al-Sabagh ve ark. yağda çözünür a-amino asitlerden. Bu süreçte, L-fenilalanin (LEP) ve L-lösin ilk olarak hekzadekanol ile esterleştirildi, ardından iki amid ve iki ester a-amino asit vermek için palmitik asit ile amidasyon yapıldı. Amidler ve esterler daha sonra farklı sayıda polioksietilen birimine sahip üç fenilalanin türevini hazırlamak için etilen oksit ile yoğuşma reaksiyonları yapıldı (40, 60 ve 100). Bu noniyonik AAS'ın iyi deterjan ve köpük özelliklerine sahip olduğu bulunmuştur.
05 Sentez
5.1 Temel sentetik yol
AAS'da, hidrofobik gruplar amin veya karboksilik asit bölgelerine veya amino asitlerin yan zincirlerine bağlanabilir. Buna dayanarak, Şekil 5'te gösterildiği gibi dört temel sentetik yol mevcuttur.
Şekil 5 Amino asit bazlı yüzey aktif maddelerinin temel sentez yolları
| Yol 1. Amfifilik ester aminleri esterleştirme reaksiyonları ile üretilir, bu durumda yüzey aktif madde sentezi genellikle bir dehidrasyon ajanı ve asidik bir katalizör varlığında yağlı alkollerin ve amino asitlerin geri akıtılmasıyla elde edilir. Bazı reaksiyonlarda, sülfürik asit hem bir katalizör hem de dehidrasyon ajanı olarak işlev görür.
Yol 2. Aktive edilmiş amino asitler, amid bağları oluşturmak için alkilaminlerle reaksiyona girerek amfifilik amidoaminlerin sentezine neden olur.
Yol 3. Amido asitler, amino asitlerin amin gruplarının amido asitlerle reaksiyona sokulmasıyla sentezlenir.
Yol 4. Uzun zincirli alkil amino asitler, amin gruplarının haloalkanlarla reaksiyonu ile sentezlendi. |
5.2 Sentez ve Üretimde Gelişmeler
5.2.1 Tek zincirli amino asit/peptit yüzey aktif maddelerinin sentezi
N-asil veya O-asil amino asitler veya peptitler, yağ asitleri ile amin veya hidroksil gruplarının enzim katalizli asilasyonu ile sentezlenebilir. Amino asit amid veya metil ester türevlerinin çözücü içermeyen lipaz katalizli sentezi hakkındaki en eski rapor, kandida antarktika kullanılmıştır, verimler hedef amino asidine bağlı olarak% 25 ila% 90 arasında değişmektedir. Metil etil keton da bazı reaksiyonlarda çözücü olarak kullanılmıştır. Vonderhagen ve ark. Ayrıca, amino asitlerin, protein hidrolizatlarının ve/veya türevlerinin bir su ve organik çözücü karışımı (örn. Dimetilformamid/su) ve metil butil keton kullanılarak lipaz ve proteaz katalizli N-asilasyon reaksiyonlarını tarif etti.
İlk günlerde, AAS'ın enzim katalizli sentezi ile ilgili temel sorun düşük verimdir. Valivety ve ark. N-tetradekanoil amino asit türevlerinin verimi, farklı lipazlar kullandıktan ve 70 ° C'de günlerce inkübe ettikten sonra bile sadece% 2-10 idi. Montet ve ark. Ayrıca, yağ asitleri ve bitkisel yağlar kullanarak N-asil lizin sentezinde düşük amino asit verimiyle ilgili sorunlarla karşılaştı. Onlara göre, ürünün maksimum verimi, çözücü içermeyen koşullar altında ve organik çözücüler kullanılarak% 19 idi. Aynı problemle Valivety ve ark. N-CBZ-L-lizin veya N-CBZ-lizin metil ester türevlerinin sentezinde.
Bu çalışmada, bir substrat olarak N korumalı serin ve Novozyme 435'i erimiş çözücü içermeyen bir ortamda bir katalizör olarak kullanırken 3-O-Tetradekanoil-L-serinin veriminin% 80 olduğunu iddia etmişlerdir. Nagao ve Kito, reaksiyonun sonuçlarını (lipaz, kandida cylindracea ve Rhizopus delemarının, Lipaz tarafından, Lipaz tarafından, Lipaz tarafından alçaltılmadığını bildirdi) ve Lipaz tarafından Lipaz tarafından o-asilasyonunu inceledi ve Ly-Homoserin'de bir şekilde alçaltılmadığını bildirdi, bir şekilde alçaltılmadığını bildirdi. L-treoninin asilasyonu ve izin verildi.
Birçok araştırmacı, uygun maliyetli AA'ların sentezi için ucuz ve kolayca mevcut substratların kullanımını desteklemiştir. Soo ve ark. hurma yağı bazlı yüzey aktif cisimlerinin hazırlanmasının en iyi hareketsizleştirilmiş lipoenzim ile çalıştığını iddia etti. Zaman alıcı reaksiyona (6 gün) rağmen ürünlerin veriminin daha iyi olacağını belirtmişlerdir. Gerova ve ark. siklik/rasemik bir karışımda metiyonin, prolin, lösin, treonin, fenilalanin ve fenilglisin temelinde kiral N-palmitoil AA'ların sentezini ve yüzey aktivitesini araştırdı. Pang ve Chu, çözeltide amino asit bazlı monomerlerin ve dikarboksilik asit bazlı monomerlerin sentezini bir dizi fonksiyonel ve biyolojik olarak parçalanabilir amino asit bazlı poliamid esterler, çözeltideki ko-kondensasyon reaksiyonları ile sentezlendi.
Cantaeuzen ve Guerreiro, uzun zincirli alifatik alkoller ve diollerle Boc-Ala-OH ve BOC-ASP-OH karboksilik asit gruplarının esterleştirilmesini, çözücü olarak diklorometan ve katalizör olarak agaroz 4B (separoz 4B) ile bildirdi. Bu çalışmada, Boc-Ala-OH'nin 16 karbona kadar yağ alkolleri ile reaksiyonu iyi verim (% 51), BOC-ASP-OH 6 ve 12 karbon için daha iyi, karşılık gelen verim% 63'tür [64]. %99.9)%58 ila%76 arasında değişen verimlerde, çeşitli uzun zincirli alkilaminler veya Papain bir katalizör görevi gören CBZ-Arg-ome tarafından yağ alkolleri ile ester bağlarının oluşumu ile sentezlenmiştir.
5.2.2 İkizler bazlı amino asit/peptit yüzey aktif maddelerinin sentezi
Amino asit bazlı İkizler yüzey aktif cisimleri, bir ara grubu tarafından kafa kafaya birbirine bağlı iki düz zincirli AAS molekülünden oluşur. Gemini tipi amino asit bazlı yüzey aktif cisimlerinin kemoenzimatik sentezi için 2 olası şema vardır (Şekil 6 ve 7). Şekil 6'da 2 amino asit türevleri bir ara grubu olarak bileşik ile reaksiyona sokulur ve daha sonra 2 hidrofobik grup sokulur. Şekil 7'de, 2 düz zincirli yapı doğrudan iki işlevli bir aralayıcı grubu ile birbirine bağlanır.
İkizler lipoamino asitlerinin enzim katalizli sentezinin en eski gelişimi Valivety ve ark. Yoshimura ve ark. Sistin ve N-alkil bromüre dayalı amino asit bazlı bir İkiz yüzey aktif maddesinin sentezini, adsorpsiyonunu ve agregasyonunu araştırdı. Sentezlenen yüzey aktif cisimleri karşılık gelen monomerik yüzey aktif cisimleri ile karşılaştırıldı. Faustino ve ark. L-sistin, D-sistin, DL-efsanesi, L-sistein, L-metiyonin ve L-sülfoalanin ve İkizler çiftlerine dayanan anyonik üre bazlı monomerik AA'ların iletkenlik, denge yüzeyi gerginliği ve stord-durum floresan karakterizasyonu yoluyla sentezini tarif etmiştir. Monomer ve İkizler karşılaştırılarak İkizler CMC değerinin daha düşük olduğu gösterilmiştir.
Şekil 6 AA türevleri ve aralayıcı kullanılarak İkizler AAS'ın sentezi, ardından hidrofobik grubun yerleştirilmesi
Şekil 7, iki işlevli aralayıcı ve AAS kullanılarak İkizler Aass'ın sentezi
5.2.3 Gliserolipid amino asit/peptit yüzey aktif maddelerinin sentezi
Gliserolipid amino asit/peptit yüzey aktif cisimleri, bir veya iki yağlı zincirlerin yapısal analogları olan bir veya iki yağ zinciri olan bir veya iki yağ zinciri olan bir veya iki yağlı zincir, bir ester bağı ile bir veya iki amino asit ile yapısal analoglardır. Bu sürfaktanların sentezi, yüksek sıcaklıklarda ve asidik bir katalizör varlığında amino asitlerin gliserol esterlerinin hazırlanması ile başlar (örn. BF 3). Enzim katalizli sentez (hidrolazlar, proteazlar ve katalizör olarak lipazlar kullanılarak) da iyi bir seçenektir (Şekil 8).
Papain kullanılarak dilasatlanmış arginin gliserit konjügatlarının enzim katalizli sentezi bildirilmiştir. Diasilgliserol ester konjugatlarının asetilargininden sentezi ve fizikokimyasal özelliklerinin değerlendirilmesi de bildirilmiştir.
Şekil 8 Mono ve diasilgliserol amino asit konjugatlarının sentezi
Aracı: NH- (ch2)10-Nh: compoundb1
Aralayıcı: NH-C6H4-Nh: compoundb2
Aracı: CH2-Ç2: Bileşikb3
Şekil 9 Tris (hidroksimetil) aminometandan türetilen simetrik amfifillerin sentezi
5.2.4 BOLA bazlı amino asit/peptit yüzey aktif maddelerinin sentezi
Amino asit bazlı Bola-tipi amfifiller, aynı hidrofobik zincirle bağlantılı 2 amino asit içerir. Franceschi ve ark. 2 amino asit (D- veya L-alanin veya L-histidin) ve farklı uzunluklarda 1 alkil zinciriyle Bola-tipi amfifillerin sentezini tarif etti ve yüzey aktivitelerini araştırdı. Yeni Bola-tipi amfifillerin bir amino asit fraksiyonu (nadiren β-amino asit veya alkol kullanılarak) ve bir C12-C20 ara grubu ile sentezi ve toplanmasını tartışırlar. Kullanılan nadir nadir amino asitler bir şeker aminoasit, bir azidotimin (AZT) türetilmiş amino asit, norbornen amino asit ve AZT'den türetilmiş bir amino alkol olabilir (Şekil 9). Tris (hidroksimetil) aminometandan (Tris) türetilen simetrik bola tipi amfifillerin sentezi (Şekil 9).
06 Fizikokimyasal özellikler
Amino asit bazlı yüzey aktif maddelerinin (AAS) doğada çeşitli ve çok yönlü olduğu ve iyi çözünürlük, iyi emülsifikasyon özellikleri, yüksek verimlilik, yüksek yüzey aktivite performansı ve sert suya iyi direnç (kalsiyum iyon toleransı) gibi birçok uygulamada iyi uygulanabilirliğe sahip olduğu iyi bilinmektedir.
Amino asitlerin yüzey aktif madde özelliklerine dayanarak (örn. Yüzey gerilimi, CMC, faz davranışı ve Krafft sıcaklığı), kapsamlı çalışmalardan sonra aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır - AAS'ın yüzey aktivitesi geleneksel yüzey aktif madde muadilinden daha üstündür.
6.1 Kritik Mikel Konsantrasyonu (CMC)
Kritik misel konsantrasyonu, yüzey aktif cisimlerinin önemli parametrelerinden biridir ve çözündürme, hücre lizisi ve biyofilm ile etkileşimi gibi birçok yüzey aktif özellikini yönetir. Genel olarak, hidrokarbon kuyruğunun (hidrofobiklik) zincir uzunluğunun arttırılması, yüzey aktif madde çözeltisinin CMC değerinde bir azalmaya yol açar, böylece yüzey aktivitesini arttırır. Amino asitlere dayanan yüzey aktif cisimleri genellikle geleneksel yüzey aktif cisimlerine kıyasla daha düşük CMC değerlerine sahiptir.
Baş gruplarının ve hidrofobik kuyrukların farklı kombinasyonları (mono-katyonik amid, bi-katyonik amid, bi-katyonik amid bazlı ester), Infante ve ark. Arginin bazlı üç AAS sentezlendi ve CMC ve γCMC'lerini (CMC'de yüzey gerilimi) inceledi, bu da CMC ve γCMC değerlerinin artan hidrofobik kuyruk uzunluğu ile azaldığını gösterdi. Başka bir çalışmada, Singare ve MHATRE, N-a-asilarginin CMC'sinin hidrofobik kuyruk karbon atomlarının sayısını arttırarak azaldığını bulmuşlardır (Tablo 1).
Yoshimura ve ark. Sistein türevi amino asit bazlı İkizler yüzey aktif cisimlerinin CMC'sini araştırdı ve hidrofobik zincirdeki karbon zinciri uzunluğunun 10'dan 12'ye yükseldiğinde CMC'nin azaldığını gösterdi. Karbon zinciri uzunluğunun 14'e daha da arttırılması, uzun zincirli İkizler yüzeylerinin daha düşük bir eğilimi olduğunu doğruladı.
Faustino ve ark. Kistine dayalı anyonik İkizler yüzey aktif cisimlerinin sulu çözeltilerinde karışık misellerin oluşumunu bildirmiştir. İkizler yüzey aktif maddeleri ayrıca karşılık gelen geleneksel monomerik yüzey aktif cisimleri (C 8 CYS) ile karşılaştırıldı. Lipid-sörfekten karışımların CMC değerlerinin saf yüzey aktif cisimlerinden daha düşük olduğu bildirilmiştir. İkizler yüzey aktif cisimleri ve 1,2-diheptanoil-sn-gliseril-3-fosfokolin, suda çözünür, misel oluşturan bir fosfolipid olan Millimolar seviyede CMC'ye sahipti.
Shrestha ve Aramaki, katkı tuzlarının yokluğunda karışık amino asit bazlı anyonik noniyonik yüzey aktif maddelerinin sulu çözeltilerinde viskoelastik solucan benzeri misellerin oluşumunu araştırdı. Bu çalışmada, N-dodesil glutamatın daha yüksek bir Krafft sıcaklığına sahip olduğu bulunmuştur; Bununla birlikte, temel amino asit L-lizin ile nötralize edildiğinde, miseller üretti ve çözelti 25 ° C'de bir Newton sıvısı gibi davranmaya başladı.
6.2 İyi suda çözünürlük
AAS'ın iyi su çözünürlüğü, ek Co-NH bağlarının varlığından kaynaklanmaktadır. Bu, AAS'ı karşılık gelen geleneksel yüzey aktif cisimlerinden daha biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre dostu hale getirir. 2 karboksil grubu nedeniyle N-asil-L-glutamik asidin su çözünürlüğü daha da iyidir. CN (Ca) 2'nin su çözünürlüğü de iyidir, çünkü 1 molekülde 2 iyonik arginin grubu vardır, bu da hücre arayüzünde daha etkili adsorpsiyon ve difüzyon ve hatta daha düşük konsantrasyonlarda etkili bakteriyel inhibisyon ile sonuçlanır.
6.3 Krafft Sıcaklığı ve Krafft Noktası
Krafft sıcaklığı, çözünürlüğü belirli bir sıcaklığın üzerinde keskin bir şekilde artan yüzey aktif cisimlerinin spesifik çözünürlük davranışı olarak anlaşılabilir. İyonik yüzey aktif cisimleri, sudan çökelebilen katı hidratlar üretme eğilimindedir. Belirli bir sıcaklıkta (sözde Krafft sıcaklığı), yüzey aktif cisimlerin çözünürlüğünde dramatik ve süreksiz bir artış gözlenir. İyonik bir yüzey aktif maddenin Krafft noktası, CMC'deki Krafft sıcaklığıdır.
Bu çözünürlük karakteristiği genellikle iyonik yüzey aktif cisimleri için görülür ve aşağıdaki gibi açıklanabilir: yüzey aktif madde serbest monomerinin çözünürlüğü, Krafft noktasına ulaşılana kadar Krafft sıcaklığının altında sınırlıdır, burada çözünürlüğünün misel oluşumu nedeniyle kademeli olarak artar. Tam çözünürlüğü sağlamak için, krafft noktasının üzerindeki sıcaklıklarda yüzey aktif madde formülasyonları hazırlamak gerekir.
AAS'ın Krafft sıcaklığı incelenmiştir ve geleneksel sentetik yüzey aktif cisimlerininkiyle karşılaştırılmıştır.Shrestha ve Aramaki, arginin bazlı AAS'ın Krafft sıcaklığını incelediler ve kritik misel konsantrasyonunun, 2-5 × 10-6 mol-l-1'in üzerinde, normal mikel-h-l-1'in üzerinde, normal mol-difikasyonun üzerinde bir toplama davranışı sergilediğini buldu (OHTA ve alt. AAS ve Krafft sıcaklıkları ile amino asit kalıntıları arasındaki ilişkiyi tartıştı.
Deneylerde, n-heksadekanoil AAS'ın Krafft sıcaklığının, amino asit kalıntılarının (fenilalanin bir istisna olması) azalmasıyla arttığı, çözünürlük ısısı (ısı alımı) amino asit kalıntılarının (glilikin ve fenilalanin hariç) azalmasıyla arttığı bulunmuştur. Hem alanin hem de fenilalanin sistemlerinde, DL etkileşiminin N-heksadekanoil AAS tuzunun katı formundaki LL etkileşiminden daha güçlü olduğu sonucuna varılmıştır.
Brito ve ark. Diferansiyel tarama mikro-kalorimetrisi kullanan üç serisi yeni amino asit bazlı yüzey aktif maddelerinin Krafft sıcaklığını belirledi ve trifloroasetat iyonunun iyodür iyonuna değiştirilmesinin, Krafft sıcaklığında (yaklaşık 6 ° C), 47 ° C ila 53 ° C'den önemli bir artışa neden olduğunu buldu. Cis-çift bağların varlığı ve uzun zincirli ser-türevlerde bulunan doymamışlık, Krafft sıcaklığında önemli bir azalmaya yol açtı. N-dodesil glutamatın daha yüksek bir Krafft sıcaklığına sahip olduğu bildirilmiştir. Bununla birlikte, temel amino asit L-lizin ile nötralizasyon, 25 ° C'de Newton sıvıları gibi davranan çözeltide misellerin oluşumuyla sonuçlandı.
6.4 Yüzey gerilimi
Sürfaktanların yüzey gerilimi, hidrofobik parçanın zincir uzunluğu ile ilişkilidir. Zhang ve ark. Wilhelmy plakası yöntemi (25 ± 0.2) ° C ile sodyum kokoyl glisint yüzey gerilimi belirledi ve CMC'deki yüzey gerilimi değerini 33 mn -m -1, CMC olarak 0.21 mmol -l -1 olarak belirledi. Yoshimura ve ark. 2C N Cys tipi amino asit bazlı yüzey gerilimi 2C N Cys bazlı yüzey aktif ajanlarının yüzey gerilimi belirlendi. CMC'deki yüzey geriliminin, artan zincir uzunluğu (n = 8'e kadar) ile azaldığı, eğilimin n = 12 veya daha uzun zincir uzunlukları olan yüzey aktif cisimleri için tersine çevrildiği bulunmuştur.
CAC12'nin dikarboksillenmiş amino asit bazlı yüzey aktif cisimlerinin yüzey gerilimi üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Bu çalışmalarda, üç dikarboksillenmiş amino asit tipi yüzey aktif cisimlerinin (C12 malna 2, C12 ASPNA 2 ve C12 GLUNA 2) sulu çözeltilerine CAC12 ilave edildi. CMC sonrası plato değerleri karşılaştırıldı ve yüzey geriliminin çok düşük CAC1 2 konsantrasyonlarında azaldığı bulundu. Bunun nedeni, kalsiyum iyonlarının gaz-su arayüzünde yüzey aktif maddenin düzenlenmesi üzerindeki etkisidir. Öte yandan, N-dodesilaminomalonat ve N-dodesilaspartat tuzlarının yüzey gerilimleri de neredeyse 10 mmol-l -1 CAC12 konsantrasyonuna kadar sabitti. 10 mmol -l -1'in üzerinde, yüzey aktif maddenin kalsiyum tuzunun çökelmesinin oluşması nedeniyle yüzey gerilimi keskin bir şekilde artar. N-dodesil glutamatın disodyum tuzu için, CAC1 2'nin orta derecede ilavesi, yüzey geriliminde önemli bir azalmaya neden olurken, CAC1 2 konsantrasyonunda devam eden artış artık önemli değişikliklere neden olmamıştır.
Gaz-su arayüzünde Gemini-tipi AAS'ın adsorpsiyon kinetiğini belirlemek için, dinamik yüzey gerilimi maksimum kabarcık basınç yöntemi kullanılarak belirlendi. Sonuçlar, en uzun test süresi için 2C 12 Cys dinamik yüzey gerilimindeki değişmediğini gösterdi. Dinamik yüzey geriliminin azalması sadece konsantrasyona, hidrofobik kuyrukların uzunluğuna ve hidrofobik kuyrukların sayısına bağlıdır. Artan yüzey aktif madde konsantrasyonu, azalan zincir uzunluğu ve zincir sayısı daha hızlı bir bozulmaya neden oldu. Daha yüksek C N Cys konsantrasyonları (n = 8 ila 12) için elde edilen sonuçların, Wilhelmy yöntemi ile ölçülen γ CMC'ye çok yakın olduğu bulunmuştur.
Başka bir çalışmada, sodyum dileraüril sistin (SDLC) ve sodyum didekamino sistin dinamik yüzey gerilimleri Wilhelmy plaka yöntemi ile belirlendi ve ek olarak, sulu çözeltilerinin denge yüzey gerilimleri düşme hacmi yöntemi ile belirlendi. Disülfür bağlarının reaksiyonu diğer yöntemlerle de araştırıldı. Merkaptoetanolün 0.1 mmol -L -1SDLC çözeltisine eklenmesi, yüzey gerilimindeki 34 mn -m -1'den 53 Mn -M -1'e hızlı bir artışa yol açtı. NaClo, SDLC'nin disülfür bağlarını sülfonik asit gruplarına oksitleyebildiğinden, 0.1 mmol -L -1 SDLC çözeltisine NaClo (5 mmol -L -1) ilave edildiğinde agrega gözlenmedi. Transmisyon elektron mikroskopisi ve dinamik ışık saçılma sonuçları, çözeltide herhangi bir agrega oluşmadığını gösterdi. SDLC'nin yüzey gerginliğinin 20 dakikalık bir süre içinde 34 MN -M -1'den 60 MN -M -1'e yükseldiği bulunmuştur.
6.5 İkili Yüzey Etkileşimleri
Yaşam bilimlerinde, bazı gruplar, gaz-su arayüzünde katyonik AA'ların (diasilgliserol arginin bazlı yüzey aktif cisimleri) ve fosfolipidlerin karışımlarının titreşim özelliklerini incelemiştir ve nihayetinde bu ideal olmayan özelliğin elektrostatik etkileşimlerin prevalansına neden olduğu sonucuna varmıştır.
6.6 Toplama Özellikleri
Dinamik ışık saçılması, CMC'nin üzerindeki konsantrasyonlarda amino asit bazlı monomerlerin ve İkizler yüzey aktif cisimlerinin agregasyon özelliklerini belirlemek için yaygın olarak kullanılır ve görünür bir hidrodinamik çap DH (= 2R H) verir. C N CYS ve 2CN CYS tarafından oluşturulan agregalar nispeten büyüktür ve diğer yüzey aktif cisimlerine kıyasla geniş ölçekli bir dağılıma sahiptir. 2C 12 Cys dışındaki tüm yüzey aktif cisimleri tipik olarak yaklaşık 10 nm'lik agregatlar oluşturur. İkizler yüzey aktif maddelerinin misel boyutları, monomerik meslektaşlarından önemli ölçüde daha büyüktür. Hidrokarbon zincir uzunluğundaki bir artış da misel boyutunda bir artışa yol açar. Ohta ve ark. Sulu çözeltide üç farklı stereoizomerin N-dodesil-fen-fen-fen-fen-fen-fen-fen-fenil-alanin tetrametilamonyumunun agregasyon özelliklerini tarif etti ve diastereoizomerlerin sulu çözeltide aynı kritik agregasyon konsantrasyonuna sahip olduğunu gösterdi. Iwahashi ve ark. Dairesel dikroizm, NMR ve buhar basınç osmometrisi ile araştırılmıştır. N-dodesanoil-L-glutamik asit, N-dodesanoil-L-valin ve metil esterlerinin kiral agregatlarının oluşumu (tetrahidrofuran, asetonitril, rotonitans, by-dichonitan ile incelendi, by-dichonitan ile incelenmiştir. Dikroizm, NMR ve buhar basıncı osmometrisi.
6.7 Arayüzey adsorpsiyonu
Amino asit bazlı sürfaktanların arayüzey adsorpsiyonu ve geleneksel muadili ile karşılaştırması da araştırma yönlerinden biridir. Örneğin, LET ve LEP'den elde edilen aromatik amino asitlerin dodesil esterlerinin arayüzey adsorpsiyon özellikleri araştırıldı. Sonuçlar, Let ve LEP'nin sırasıyla gaz-sıvı arayüzünde ve su/heksan arayüzünde daha düşük arayüzey alanları sergilediğini gösterdi.
Bordes ve ark. üç dikarboksillenmiş amino asit yüzey aktif cisimlerinin, dodesil glutamat, dodesil aspartat ve aminomalonatın disodyum tuzlarının gaz-su arayüzünde çözelti davranışını ve adsorpsiyonunu araştırdı (sırasıyla iki karboksil grubu arasında 3, 2 ve 1 karbon atomu ile). Bu rapora göre, dikarboksillenmiş yüzey aktif maddelerinin CMC'si, monokarboksillenmiş dodesil glisin tuzundan 4-5 kat daha yüksekti. Bu, dikarboksillenmiş yüzey aktif cisimleri ile komşu moleküller arasında hidrojen bağlarının oluşumuna atfedilir.
6.8 Faz davranışı
İzotropik süreksiz kübik fazlar çok yüksek konsantrasyonlarda yüzey aktif cisimleri için gözlenir. Çok büyük kafa gruplarına sahip yüzey aktif madde molekülleri, daha küçük pozitif eğriliğin agregatlarını oluşturma eğilimindedir. Marques ve ark. 12lyS12/12SER ve 8lys8/16SER sistemlerinin faz davranışını incelerken (bkz. Şekil 10) ve sonuçlar, 12lys12/12SER sisteminin misel ve veziküler çözelti bölgeleri arasında bir faz ayırma bölgesine sahip olduğunu, 8lys8/16SER sistemi arasında bir faz ayırma bölgesi olduğunu gösterdi. bölge). 12lyS12/12SER sisteminin vezikül bölgesi için veziküllerin her zaman misellerle bir arada bulunduğuna dikkat edilmelidir, 8lys8/16SER sisteminin vezikül bölgesinin sadece vezikülleri vardır.
Lizin ve serin bazlı yüzey aktif cisimlerinin kataniyonik karışımları: Simetrik 12LS12/12SER çifti (solda) ve asimetrik 8lys8/16SER çifti (sağ)
6.9 Emülsifikasyon yeteneği
Kouchi ve ark. N- [3-dodesil-2-hidroksipropil] -l-arginin, L-glutamat ve diğer AAS'ın emülsifiye edici yeteneği, arayüzey gerginliği, dağılabilirliği ve viskozitesini inceledi. Sentetik yüzey aktif cisimleri (geleneksel noniyonik ve amfoterik muadilleri) ile karşılaştırıldığında, sonuçlar AA'ların geleneksel yüzey aktif cisimlerinden daha güçlü emülsifiye edici yeteneğe sahip olduğunu göstermiştir.
Baczko ve ark. Yeni anyonik amino asit yüzey aktif maddelerini sentezledi ve kiral odaklı NMR spektroskopi çözücüleri olarak uygunluklarını araştırdı. Farklı hidrofobik kuyruklu (pentil ~ tetradesil) bir dizi sülfonat bazlı amfifilik L-PHE veya L-ALA türevleri, amino asitlerin O-sülfobenzoik anhidrit ile reaksiyona girmesiyle sentezlendi. Wu ve ark. N-yağ asil AA'larının sentezlenmiş sodyum tuzları vesu içi yağ emülsiyonlarındaki emülsifikasyon yeteneklerini araştırdı ve sonuçlar, bu yüzey aktif cisimlerin yağ fazı olarak etil asetat ile yağ fazı olarak N-heksandan daha iyi performans gösterdiğini gösterdi.
6.10 Sentez ve Üretimde Gelişmeler
Sert su direnci, sürfaktanların sert suda kalsiyum ve magnezyum gibi iyonların varlığına direnme kabiliyeti, yani kalsiyum sabunlarına çökelme yeteneği olarak anlaşılabilir. Yüksek sert su direncine sahip yüzey aktif cisimleri, deterjan formülasyonları ve kişisel bakım ürünleri için çok yararlıdır. Sert su direnci, kalsiyum iyonlarının varlığında yüzey aktif maddenin çözünürlüğündeki ve yüzey aktivitesindeki değişimin hesaplanmasıyla değerlendirilebilir.
Sert su direncini değerlendirmenin bir başka yolu, 100 g sodyum oleattan oluşan kalsiyum sabunu için gerekli olan yüzey aktif madde yüzdesini veya gramlarını hesaplamaktır. Yüksek sert su, yüksek konsantrasyonlarda kalsiyum ve magnezyum iyonları ve mineral içeriği olan bölgelerde bazı pratik uygulamaları zorlaştırabilir. Genellikle sodyum iyonu, sentetik bir anyonik yüzey aktif maddesinin karşı iyonu olarak kullanılır. Yüce kalsiyum iyonu her iki yüzey aktif madde molekülüne bağlı olduğundan, yüzey aktif maddenin çözeltiden daha kolay çökelmesine neden olur.
AAS'ın sert su direncinin incelenmesi, asit ve sert su direncinin ilave bir karboksil grubundan güçlü bir şekilde etkilendiğini ve iki karboksil grubu arasındaki ara grubunun uzunluğunun artmasıyla asit ve sert su direncinin daha da arttığını gösterdi. Asit ve sert su direnci sırası C 12 glisint <C 12 aspartat <C 12 glutamattı. Dikarboksillenmiş amid bağı ve dikarboksillenmiş amino yüzey aktif madde karşılaştırıldığında, ikincisinin pH aralığının daha geniş olduğu ve yüzey aktivitesinin uygun miktarda asit ilavesiyle arttığı bulunmuştur. Dikarboksillenmiş N-alkil amino asitleri, kalsiyum iyonlarının varlığında kenetleme etkisi ve C 12 aspartat oluşmuş beyaz jel gösterdi. C 12 glutamat, yüksek Ca2+ konsantrasyonunda yüksek yüzey aktivitesi gösterdi ve deniz suyu tuzdan arınamasında kullanılması bekleniyor.
6.11 Dispersity
Dağılım, bir yüzey aktif maddenin, yüzey aktif maddenin çözeltide birleşmesini ve sedimantasyonunu önleme yeteneğini ifade eder.Dağılım, deterjanlarda, kozmetiklerde ve ilaçlarda kullanıma uygun hale getiren yüzey aktif cisimlerinin önemli bir özelliğidir.Bir dağılım maddesi, hidrofobik grup ile terminal hidrofilik grup (veya düz zincirli hidrofobik gruplar arasında) arasında bir ester, eter, amid veya amino bağı içermelidir.
Genel olarak, alkanolamido sülfatları gibi anyonik yüzey aktif cisimleri ve amidosülfobeta gibi amfoterik yüzey aktif cisimleri, kalsiyum sabunları için dağılım maddeleri olarak özellikle etkilidir.
Birçok araştırma çabası, N-Lauroil lizin su ile zayıf uyumlu olduğu ve kozmetik formülasyonlar için kullanımı zor olduğu AAS'ın dağılabilirliğini belirlemiştir.Bu seride, N-asil ikame edilmiş temel amino asitler mükemmel dağılabilirliğe sahiptir ve kozmetik endüstrisinde formülasyonları iyileştirmek için kullanılır.
07 Toksisite
Geleneksel yüzey aktif cisimleri, özellikle katyonik yüzey aktif maddeleri, su organizmaları için oldukça toksiktir. Akut toksisiteleri, hücre-su arayüzündeki yüzey aktif cisimlerinin adsorpsiyon-iyon etkileşimi olgusundan kaynaklanmaktadır. Sürfaktanların CMC'sini azaltmak genellikle yüzey aktif cisimlerin daha güçlü arayüzey adsorpsiyonuna yol açar, bu da genellikle yüksek akut toksisitelerine neden olur. Hidrofobik sürfaktan zincirinin uzunluğundaki bir artış, yüzey aktif madde akut toksisitesinde bir artışa yol açar.AAS çoğu insanlara ve çevreye (özellikle deniz organizmalarına) düşük veya toksik değildir ve gıda bileşenleri, ilaç ve kozmetik olarak kullanılmak üzere uygundur.Birçok araştırmacı, amino asit yüzey aktif maddelerinin cilde nazik ve tahriş edici olmadığını göstermiştir. Arginin bazlı yüzey aktif cisimlerinin geleneksel meslektaşlarından daha az toksik olduğu bilinmektedir.
Brito ve ark. amino asit bazlı amfifillerin fizikokimyasal ve toksikolojik özelliklerini ve bunların [tirozin (TYR), hidroksiprolin (hip), serin (Ser) ve lizin (Lys)] türevleri, katyonik veziküllerin spontan oluşumunu inceledi ve akut toksisiteleri (IC 50) (akut toksisiteleri (IC 50) hakkında veri verdi. Dodesiltrimetilamonyum bromür (DTAB)/lys-türevivitlerinin katyonik veziküllerini sentezlediler ve ekotoksisitelerini ve hemolitik potansiyellerini test ettiler, bu da tüm AAS ve vezikül içerme karışımlarının konvansiyonel yüzeysel dtab'dan daha az toksik olduğunu gösterdi.
Rosa ve ark. DNA'nın kararlı amino asit bazlı katyonik veziküllere bağlanmasını (ilişkilendirmesini) araştırdı. Genellikle toksik gibi görünen geleneksel katyonik yüzey aktif maddelerin aksine, katyonik amino asit yüzey aktif cisimlerinin etkileşimi toksik değildir. Katyonik AA'lar, bazı anyonik yüzey aktif cisimleri ile kombinasyon halinde kendiliğinden stabil veziküller oluşturan arginin dayanır. Amino asit bazlı korozyon inhibitörlerinin de toksik olmadığı bildirilmektedir. Bu sürfaktanlar, yüksek saflıkta (%99'a kadar), düşük maliyetli, kolayca biyolojik olarak parçalanabilir ve sulu ortamlarda tamamen çözünür ile kolayca sentezlenir. Birçok çalışma, kükürt içeren amino asit yüzey aktif maddelerinin korozyon inhibisyonunda üstün olduğunu göstermiştir.
Son zamanlarda yapılan bir çalışmada, Perinelli ve ark. Ramnolipidlerin geleneksel yüzey aktif cisimlerine kıyasla tatmin edici bir toksikolojik profili bildirmiştir. Ramnolipidlerin geçirgenlik arttırıcılar olarak hareket ettiği bilinmektedir. Ayrıca ramnolipidlerin makromoleküler ilaçların epitelyal geçirgenliği üzerindeki etkisini de bildirdiler.
08 Antimikrobiyal aktivite
Sürfaktanların antimikrobiyal aktivitesi, minimum inhibitör konsantrasyonu ile değerlendirilebilir. Arginin bazlı sürfaktanların antimikrobiyal aktivitesi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Gram-negatif bakterilerin, arginin bazlı yüzey aktif cisimlerine gram pozitif bakterilere göre daha dirençli olduğu bulunmuştur. Sürfaktanların antimikrobiyal aktivitesi genellikle asil zincirleri içinde hidroksil, siklopropan veya doymamış bağların varlığı ile artar. Castillo ve ark. asil zincirlerinin uzunluğunun ve pozitif yükün molekülün HLB değerini (hidrofilik-lipofilik denge) belirlediğini ve bunların membranları bozma yetenekleri üzerinde bir etkisi olduğunu gösterdi. Na-asillarginin metil ester, geniş spektrumlu antimikrobiyal aktiviteye sahip bir başka önemli katyonik yüzey aktif madde sınıfıdır ve kolayca biyolojik olarak parçalanabilir ve düşük veya toksisiteye sahip değildir. 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilkolin ve 1,2-ditetradekanoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilkolin ve fosforilkolin, model membranlarındaki yaşam organizmalarındaki canlı organizmaların etkileşimi üzerine yapılan çalışmaların çalışmaları Antimikrobiyal Sonuçlar, yüzey aktif maddelerin iyi antibakteriyel aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir.
09 Reolojik Özellikler
Sürfaktanların reolojik özellikleri, gıda, farmasötikler, yağ çıkarma, kişisel bakım ve evde bakım ürünleri gibi farklı endüstrilerdeki uygulamalarının belirlenmesinde ve tahmin edilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Amino asit yüzey aktif maddelerinin viskoelastisitesi ile CMC arasındaki ilişkiyi tartışmak için birçok çalışma yapılmıştır.
Kozmetik endüstrisinde 10 uygulama
AA'lar birçok kişisel bakım ürününün formülasyonunda kullanılır.Potasyum N-cocoyl glisinat, cilde nazik olduğu bulunmuştur ve yüz temizliğinde çamur ve makyajı çıkarmak için kullanılır. N-asil-L-glutamik asit iki karboksil grubuna sahiptir, bu da onu daha fazla çözünür hale getirir. Bu AA'lar arasında, C 12 yağ asitlerine dayanan AA'lar, çamur ve makyajı çıkarmak için yüz temizliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. C 18 zincirine sahip AA'lar cilt bakım ürünlerinde emülsiför olarak kullanılır ve N-lauril alanin tuzlarının cilde tahriş etmeyen kremsi köpükler oluşturduğu ve bu nedenle bebek bakım ürünlerinin formülasyonunda kullanılabilmesi bilinmektedir. Diş macununda kullanılan N-lauril bazlı AAS, sabun ve güçlü enzim inhibe edici etkinliğe benzer iyi bir deterjana sahiptir.
Son birkaç on yılda, kozmetik, kişisel bakım ürünleri ve ilaçlar için yüzey aktif maddelerinin seçimi, düşük toksisite, hafiflik, dokunuş ve güvenliğe karşı yumuşaklık üzerine odaklanmıştır. Bu ürünlerin tüketicileri potansiyel tahriş, toksisite ve çevresel faktörlerin farkındadır.
Bugün AA'lar, kozmetik ve kişisel bakım ürünlerindeki geleneksel meslektaşlarına göre birçok avantajı nedeniyle birçok şampuan, saç boyası ve banyo sabunları formüle etmek için kullanılmaktadır.Protein bazlı yüzey aktif cisimleri, kişisel bakım ürünleri için gerekli olan arzu edilen özelliklere sahiptir. Bazı AA'ların film oluşturma özellikleri vardır, diğerleri ise iyi köpürme özelliklerine sahiptir.
Amino asitler, stratum corneum'da doğal olarak oluşan önemli nemlendirici faktörlerdir. Epidermal hücreler öldüğünde, stratum corneum'un bir parçası olurlar ve hücre içi proteinler yavaş yavaş amino asitlere bozulur. Bu amino asitler daha sonra, yağ veya yağ benzeri maddeleri epidermal stratum corneum'a emerler, böylece cildin yüzeyinin esnekliğini artırırlar. Ciltteki doğal nemlendirici faktörün yaklaşık% 50'si amino asitler ve pirolidondan oluşur.
Ortak bir kozmetik bileşen olan kollajen, cildi yumuşak tutan amino asitler içerir.Pürüzlülük ve donukluk gibi cilt problemleri büyük ölçüde amino asit eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Bir çalışma, bir amino asidin bir merhemle karıştırılmasının cilt yanıklarını hafiflettiğini ve etkilenen alanların keloid yara izleri olmadan normal durumlarına döndüğünü gösterdi.
Amino asitlerin de hasarlı kütiküllere bakmada çok yararlı olduğu bulunmuştur.Kuru, şekilsiz saçlar, ciddi hasarlı bir tabakada amino asit konsantrasyonunda bir azalmayı gösterebilir. Amino asitler kütikülü saç şaftına nüfuz etme ve deriden nemi emme yeteneğine sahiptir.Amino asit bazlı sürfaktanların bu yeteneği, onları şampuanlarda, saç boyalarında, saç yumuşatıcılarında, saç kremlerinde ve amino asitlerin varlığında çok yararlı hale getirir, saçı güçlü hale getirir.
Günlük Kozmetiklerde 11 Uygulama
Şu anda, dünya çapında amino asit bazlı deterjan formülasyonları için artan bir talep var.AA'ların daha iyi temizlik yeteneği, köpükleme yeteneği ve kumaş yumuşatma özelliklerine sahip olduğu bilinmektedir, bu da onları ev deterjanları, şampuanlar, vücut yıkama ve diğer uygulamalar için uygun hale getirir.Aspartik asit türevi amfoterik AAS'ın, şelatlama özelliklerine sahip oldukça etkili bir deterjan olduğu bildirilmektedir. N-alkil-p-aminoetoksi asitlerden oluşan deterjan bileşenlerinin kullanımının cilt tahrişini azalttığı bulunmuştur. N-cocoyil-p-aminopropiyonattan oluşan bir sıvı deterjan formülasyonunun, metal yüzeylerdeki yağ lekeleri için etkili bir deterjan olduğu bildirilmiştir. Bir aminokarboksilik asit yüzey aktif madde, C 14 Chohch 2 NHCH2 coona'nın da daha iyi deterjana sahip olduğu gösterilmiştir ve tekstil, hidroksi-3-aminopropiyonik asit-N, n-aketoasetik asit türevine sahip olduğu bilinen ve dolayısıyla tekstil, hidroksi-3-aminopropiyonik asit-N temizleme için kullanılır.
N- (N'-Long-zincirli asil-p-alanil)-p-alanine dayanan deterjan formülasyonlarının hazırlanması, daha iyi yıkama kabiliyeti ve stabilitesi, kolay köpük kırılma ve iyi kumaş yumuşatma için patentlerinde Keigo ve Tatsuya tarafından bildirilmiştir. KAO, N-ASYL-1-N-Hidroksi-β-alanine dayalı bir deterjan formülasyonu geliştirdi ve düşük cilt tahrişi, yüksek su direnci ve yüksek leke çıkarma gücü bildirdi.
Japon şirketi Ajinomoto, şampuanlar, deterjanlar ve kozmetiklerdeki ana bileşenler olarak L-glutamik asit, L-arginin ve L-lizin'e dayanan düşük toksik ve kolayca bozunabilen AA'lar kullanır (Şekil 13). Enzim katkı maddelerinin deterjan formülasyonlarındaki protein kirlenmesini giderme kabiliyeti de bildirilmiştir. Glutamik asit, alanin, metilglisin, serin ve aspartik asitten türetilen N-asil AA'lar, sulu çözeltilerde mükemmel sıvı deterjanlar olarak kullanıldıkları için bildirilmiştir. Bu sürfaktanlar, çok düşük sıcaklıklarda bile viskoziteyi hiç arttırmaz ve homojen köpükler elde etmek için köpük cihazının depolama kabından kolayca aktarılabilir.
Gönderme Zamanı: Haziran-09-2022