Bu Makale İçin İçindekiler:
1. Amino Asitlerin Geliştirilmesi
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 kozmetikte uygulamalar
Amino Asit Yüzey Aktif Maddeler (AAS)hidrofobik grupların bir veya daha fazla Amino Asit ile birleştirilmesiyle oluşturulan bir yüzey aktif madde sınıfıdır.Bu durumda, Amino Asitler sentetik olabilir veya protein hidrolizatlarından veya benzer yenilenebilir kaynaklardan türetilebilir.Bu makale, AAS için mevcut sentetik yolların çoğunun ayrıntılarını ve farklı yolların çözünürlük, dağılma kararlılığı, toksisite ve biyolojik bozunabilirlik dahil olmak üzere son ürünlerin fizikokimyasal özellikleri üzerindeki etkisini kapsar.Artan talepte bir yüzey aktif madde sınıfı olarak AAS'nin değişken yapıları nedeniyle çok yönlülüğü, çok sayıda ticari fırsat sunmaktadır.
Yüzey aktif maddelerin deterjanlarda, emülgatörlerde, korozyon inhibitörlerinde, üçüncül yağ geri kazanımında ve farmasötiklerde yaygın olarak kullanıldığı göz önüne alındığında, araştırmacılar yüzey aktif maddelere dikkat etmekten asla vazgeçmediler.
Yüzey aktif maddeler, dünya çapında günlük olarak büyük miktarlarda tüketilen ve su ortamı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olan en temsili kimyasal ürünlerdir.Araştırmalar, geleneksel yüzey aktif maddelerin yaygın kullanımının çevre üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabileceğini göstermiştir.
Günümüzde tüketiciler için toksik olmama, biyolojik olarak parçalanabilirlik ve biyouyumluluk neredeyse yüzey aktif maddelerin kullanımı ve performansı kadar önemlidir.
Biyoyüzey aktif maddeler, bakteri, mantar ve maya gibi mikroorganizmalar tarafından doğal olarak sentezlenen veya hücre dışı olarak salgılanan çevre dostu sürdürülebilir yüzey aktif maddelerdir.Bu nedenle biyosürfaktanlar, fosfolipidler, alkil glikozitler ve asil Amino Asitler gibi doğal amfifilik yapıları taklit etmek için moleküler tasarımla da hazırlanabilir.
Amino Asit yüzey aktif maddeler (AAS)genellikle hayvansal veya tarımsal olarak türetilmiş ham maddelerden üretilen tipik yüzey aktif maddelerden biridir.Son yirmi yılda AAS, yalnızca yenilenebilir kaynaklardan sentezlenebildikleri için değil, aynı zamanda AAS kolayca bozunabilir oldukları ve zararsız yan ürünlere sahip oldukları için onları daha güvenli hale getirdikleri için yeni sürfaktanlar olarak bilim adamlarının büyük ilgisini çekmiştir. çevre.
AAS, Amino Asit grupları (HO 2C-CHR-NH2) veya Amino Asit kalıntıları (HO 2C-CHR-NH-) içeren Amino Asitlerden oluşan bir yüzey aktif madde sınıfı olarak tanımlanabilir.Amino Asitlerin 2 fonksiyonel bölgesi, çok çeşitli yüzey aktif maddelerin türetilmesine izin verir.Doğada var olduğu bilinen toplam 20 standart Proteinojenik Amino Asit, büyüme ve yaşam aktivitelerindeki tüm fizyolojik reaksiyonlardan sorumludur.Sadece R kalıntısına göre birbirlerinden farklılık gösterirler (Şekil 1, pk a çözeltinin asit ayrışma sabitinin negatif logaritmasıdır).Bazıları polar olmayan ve hidrofobik, bazıları polar ve hidrofilik, bazıları bazik ve bazıları asidiktir.
Amino Asitler yenilenebilir bileşikler olduğundan, Amino Asitlerden sentezlenen yüzey aktif maddeler de sürdürülebilir ve çevre dostu olma potansiyeline sahiptir.Basit ve doğal yapı, düşük toksisite ve hızlı biyobozunurluk, onları genellikle geleneksel yüzey aktif maddelerden üstün kılar.Yenilenebilir ham maddeler (örn. Amino Asitler ve bitkisel yağlar) kullanılarak AAS, farklı biyoteknolojik yollarla ve kimyasal yollarla üretilebilir.
20. yüzyılın başlarında, Amino Asitlerin yüzey aktif maddelerin sentezi için substrat olarak kullanıldığı ilk kez keşfedildi.AAS esas olarak farmasötik ve kozmetik formülasyonlarda koruyucu olarak kullanılmıştır.Ek olarak, AAS'nin çeşitli hastalığa neden olan bakterilere, tümörlere ve virüslere karşı biyolojik olarak aktif olduğu bulundu.1988'de, düşük maliyetli AAS'nin mevcudiyeti, yüzey aktivitesine yönelik araştırma ilgisi yarattı.Günümüzde biyoteknolojinin gelişmesiyle birlikte bazı Amino Asitlerin ticari olarak da büyük ölçüde maya tarafından sentezlenebilmesi AAS üretiminin daha çevre dostu olduğunu dolaylı olarak kanıtlamaktadır.
01 Amino Asitlerin Geliştirilmesi
19. yüzyılın başlarında, doğal olarak oluşan Amino Asitler ilk kez keşfedildiğinde, yapılarının son derece değerli olduğu tahmin ediliyordu - amfifillerin hazırlanması için hammadde olarak kullanılabilirler.AAS'nin sentezi ile ilgili ilk çalışma 1909'da Bondi tarafından rapor edilmiştir.
Bu çalışmada, sürfaktanlar için hidrofilik gruplar olarak N-asilglisin ve N-asilalanin tanıtıldı.Sonraki çalışma, glisin ve alanin kullanılarak lipoAmino Asitlerin (AAS) sentezini içeriyordu ve Hentrich ve ark.bir dizi bulgu yayınladı,ev temizlik ürünlerinde (örneğin şampuanlar, deterjanlar ve diş macunları) sürfaktan olarak asil sarkosinat ve asil aspartat tuzlarının kullanımına ilişkin ilk patent başvurusu dahil.Daha sonra birçok araştırmacı, asil Amino Asitlerin sentezini ve fizikokimyasal özelliklerini araştırdı.Bugüne kadar, AAS'nin sentezi, özellikleri, endüstriyel uygulamaları ve biyolojik olarak parçalanabilirliği hakkında geniş bir literatür yayınlanmıştır.
02 Yapısal Özellikler
AAS'nin polar olmayan hidrofobik yağ asidi zincirleri yapı, zincir uzunluğu ve sayısı bakımından değişebilir.AAS'nin yapısal çeşitliliği ve yüksek yüzey aktivitesi, geniş bileşimsel çeşitliliğini ve fizikokimyasal ve biyolojik özelliklerini açıklar.AAS'nin baş grupları Amino Asitler veya peptitlerden oluşur.Baş gruplarındaki farklılıklar, bu sürfaktanların adsorpsiyonunu, agregasyonunu ve biyolojik aktivitesini belirler.Baş gruptaki fonksiyonel gruplar daha sonra katyonik, anyonik, iyonik olmayan ve amfoterik dahil olmak üzere AAS tipini belirler.Hidrofilik Amino Asitlerin ve hidrofobik uzun zincirli kısımların kombinasyonu, molekülü oldukça yüzey aktif hale getiren amfifilik bir yapı oluşturur.Ayrıca molekülde asimetrik karbon atomlarının bulunması kiral moleküllerin oluşmasına yardımcı olur.
03 Kimyasal Bileşim
Tüm Peptitler ve Polipeptitler, bu yaklaşık 20 a-Proteinojenik α-Amino Asitlerin Polimerizasyon ürünleridir.20 a-Amino Asidin tümü, her ikisi de aynı tetrahedral a-karbon atomuna bağlı bir karboksilik asit fonksiyonel grubu (-COOH) ve bir amino fonksiyonel grubu (-NH2) içerir.Amino Asitler, α-karbona bağlı farklı R grupları ile birbirlerinden farklılık gösterir (R grubunun hidrojen olduğu lisin hariç). R grupları yapı, boyut ve yük (asitlik, alkalilik) bakımından farklılık gösterebilir.Bu farklılıklar aynı zamanda Amino Asitlerin sudaki çözünürlüğünü de belirler.
Amino Asitler kiraldir (glisin hariç) ve alfa karbona bağlı dört farklı ikame ediciye sahip oldukları için doğaları gereği optik olarak aktiftirler.Amino Asitlerin iki olası yapısı vardır;L-stereoizomerlerin sayısının önemli ölçüde daha yüksek olmasına rağmen, birbirlerinin örtüşmeyen ayna görüntüleridir.Bazı Amino Asitlerde (Fenilalanin, Tirozin ve Triptofan) bulunan R-grubu arildir ve 280 nm'de maksimum UV absorpsiyonuna yol açar.Amino Asitlerdeki asidik α-COOH ve bazik α-NH2 iyonlaşma yeteneğine sahiptir ve her iki stereoizomer de, hangisi olursa olsun, aşağıda gösterilen iyonlaşma 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;ancak karboksil grubu, protonlanmış amino grubuna kıyasla çok daha asidiktir.pH 7.4, amino grubu protonlanırken karboksil grubunun protonu giderilir.İyonlaşmayan R gruplarına sahip amino asitler bu pH değerinde elektriksel olarak nötrdür ve zwitterion oluşturur.
04 Sınıflandırma
AAS, aşağıda sırasıyla açıklanan dört kritere göre sınıflandırılabilir.
4.1 Menşeine göre
| Menşeine göre, AAS aşağıdaki gibi 2 kategoriye ayrılabilir. ① Doğal Kategori Amino asitler içeren doğal olarak oluşan bazı bileşikler ayrıca yüzey/ara yüzey gerilimini azaltma yeteneğine sahiptir ve hatta bazıları glikolipidlerin etkinliğini aşar.Bu AAS ayrıca lipopeptitler olarak da bilinir.Lipopeptitler, genellikle Bacillus türleri tarafından üretilen düşük moleküler ağırlıklı bileşiklerdir.
Bu tür AAS'ler ayrıca 3 alt sınıfa ayrılır:surfactin, iturin ve fengycin.
|
| Yüzey aktif peptitler ailesi, çeşitli maddelerin heptapeptit varyantlarını kapsar.Şekil 2a'da gösterildiği gibi, burada bir C12-C16 doymamış β-hidroksi yağ asidi zinciri, peptite bağlıdır.Yüzey aktif peptit, halkanın β-hidroksi yağ asidinin C-terminali ile peptit arasındaki katalizle kapatıldığı makrosiklik bir laktondur. İturin alt sınıfında, iturin A ve C, mikosubtilin ve basillomisin D, F ve L olmak üzere altı ana varyant vardır.Her durumda heptapeptitler, β-amino yağ asitlerinin C14-C17 zincirlerine bağlıdır (zincirler farklı olabilir).Ekurimisinler durumunda, β-pozisyonundaki amino grubu, C-ucu ile bir amid bağı oluşturarak makrosiklik bir laktam yapısı oluşturabilir.
Alt sınıf fengycin, Tyr9 D-yapılandırıldığında plipastatin olarak da adlandırılan fengycin A ve B'yi içerir.Dekapeptit, bir C14-C18 doymuş veya doymamış β-hidroksi yağ asidi zincirine bağlıdır.Yapısal olarak, plipastatin aynı zamanda bir makrosiklik laktondur, peptit dizisinin 3. pozisyonunda bir Tyr yan zinciri içerir ve C-terminal kalıntısı ile bir ester bağı oluşturur, böylece bir iç halka yapısı oluşturur (birçok Pseudomonas lipopeptitinde olduğu gibi).
② Sentetik Kategori AAS, asidik, bazik ve nötr amino asitlerden herhangi biri kullanılarak da sentezlenebilir.AAS'nin sentezi için kullanılan yaygın amino asitler, glutamik asit, serin, prolin, aspartik asit, glisin, arginin, alanin, lösin ve protein hidrolizatlarıdır.Yüzey aktif maddelerin bu alt sınıfı, kimyasal, enzimatik ve kemoenzimatik yöntemlerle hazırlanabilir;ancak AAS üretimi için kimyasal sentez ekonomik olarak daha uygundur.Yaygın örnekler arasında N-lauroil-L-glutamik asit ve N-palmitoil-L-glutamik asit bulunur.
|
4.2 Alifatik zincir ikamelerine dayalı
Alifatik zincir sübstitüentlerine bağlı olarak, amino asit bazlı yüzey aktif maddeler 2 türe ayrılabilir.
İkame konumuna göre
| ①N ikameli AAS N-ikameli bileşiklerde, bir amino grubu, bir lipofilik grup veya bir karboksil grubu ile değiştirilir, bu da baziklik kaybına neden olur.N-ikameli AAS'nin en basit örneği, esasen anyonik yüzey aktif maddeler olan N-asil amino asitlerdir.n-ikameli AAS, hidrofobik ve hidrofilik kısımlar arasına eklenmiş bir amid bağına sahiptir.Amit bağı, bu yüzey aktif maddenin asidik bir ortamda bozunmasını kolaylaştıran ve böylece biyolojik olarak parçalanabilir hale getiren bir hidrojen bağı oluşturma yeteneğine sahiptir.
②C ikameli AAS C-ikame edilmiş bileşiklerde, ikame karboksil grubunda meydana gelir (bir amid veya ester bağı yoluyla).Tipik C ikameli bileşikler (örn. esterler veya amidler) esas olarak katyonik yüzey aktif maddelerdir.
③N- ve C-ikameli AAS Bu tip sürfaktanda hem amino hem de karboksil grupları hidrofilik kısımdır.Bu tip esasen bir amfoterik yüzey aktif maddedir. |
4.3 Hidrofobik kuyruk sayısına göre
Baş gruplarının ve hidrofobik kuyrukların sayısına bağlı olarak, AAS dört gruba ayrılabilir.Düz zincirli AAS, İkizler (dimer) tipi AAS, Gliserolipid tipi AAS ve bisefalik amfifilik (Bola) tipi AAS.düz zincirli yüzey aktif maddeler, yalnızca bir hidrofobik kuyruğa sahip amino asitlerden oluşan yüzey aktif maddelerdir (Şekil 3).İkizler tipi AAS, molekül başına iki amino asit polar baş grubuna ve iki hidrofobik kuyruğa sahiptir (Şekil 4).Bu tip bir yapıda, iki düz zincirli AAS bir ayırıcı ile birbirine bağlanır ve bu nedenle dimer olarak da adlandırılır.Gliserolipid tipi AAS'de ise iki hidrofobik kuyruk aynı amino asit baş grubuna bağlıdır.Bu sürfaktanlar, monogliseritler, digliseritler ve fosfolipidlerin analogları olarak düşünülebilirken, Bola tipi AAS'de iki amino asit baş grubu hidrofobik bir kuyrukla bağlanır.
4.4 Baş grup tipine göre
①Kayonik AAS
Bu tür sürfaktanın baş grubu pozitif yüklüdür.En eski katyonik AAS, bir pirolidon karboksilat olan etil kokoil arjinattır.Bu sürfaktanın benzersiz ve çeşitli özellikleri, onu dezenfektanlarda, antimikrobiyal maddelerde, antistatik maddelerde, saç bakım ürünlerinde yararlı kılarken aynı zamanda göze ve cilde karşı naziktir ve kolayca biyolojik olarak parçalanabilir.Singare ve Mhatre, arginin bazlı katyonik AAS'yi sentezlediler ve fizikokimyasal özelliklerini değerlendirdiler.Bu çalışmada Schotten-Baumann reaksiyon koşulları kullanılarak elde edilen ürünlerin yüksek verimde olduğunu iddia etmişlerdir.Artan alkil zincir uzunluğu ve hidrofobiklik ile yüzey aktif maddenin yüzey aktivitesinin arttığı ve Kritik Misel Konsantrasyonunun (cmc) azaldığı bulundu.Bir diğeri ise saç bakım ürünlerinde yaygın olarak saç kremi olarak kullanılan kuaterner asil proteinidir.
②Aniyonik AAS
Anyonik yüzey aktif maddelerde, yüzey aktif maddenin polar baş grubu negatif bir yüke sahiptir.Deniz kestanelerinde ve deniz yıldızlarında yaygın olarak bulunan bir amino asit olan sarkozin (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglisin), bulunan temel bir amino asit olan glisin (NH 2 -CH 2 -COOH,) ile kimyasal olarak ilişkilidir. memeli hücrelerinde.-COOH), memeli hücrelerinde bulunan temel bir amino asit olan glisin ile kimyasal olarak ilişkilidir.Laurik asit, tetradekanoik asit, oleik asit ve bunların halojenürleri ve esterleri, sarkosinat yüzey aktif cisimlerini sentezlemek için yaygın olarak kullanılır.Sarkozinatlar doğası gereği hafiftir ve bu nedenle gargaralarda, şampuanlarda, sprey tıraş köpüklerinde, güneş kremlerinde, cilt temizleyicilerinde ve diğer kozmetik ürünlerinde yaygın olarak kullanılır.
Ticari olarak temin edilebilen diğer anyonik AAS'ler, sırasıyla sodyum N-kokoil-L-glutamat ve potasyum N-kokoil glisinatın ticari adları olan Amisoft CS-22 ve AmiliteGCK-12'yi içerir.Amilit yaygın olarak bir köpürtücü ajan, deterjan, çözücü, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılır ve şampuanlar, banyo sabunları, vücut yıkama ürünleri, diş macunları, yüz temizleyiciler, temizleme sabunları, kontakt lens temizleyicileri ve ev tipi yüzey aktif maddeler gibi kozmetiklerde birçok uygulamaya sahiptir.Amisoft hafif bir cilt ve saç temizleyici olarak başta yüz ve vücut temizleyicileri, blok sentetik deterjanlar, vücut bakım ürünleri, şampuanlar ve diğer cilt bakım ürünlerinde kullanılmaktadır.
③zwitteriyonik veya amfoterik AAS
Amfoterik yüzey aktif maddeler hem asidik hem de bazik bölgeler içerir ve bu nedenle pH değerini değiştirerek yüklerini değiştirebilirler.Alkali ortamda anyonik yüzey aktif maddeler gibi davranırken, asidik ortamlarda katyonik yüzey aktif maddeler gibi ve nötr ortamlarda amfoterik yüzey aktif maddeler gibi davranırlar.Lauril lizin (LL) ve alkoksi (2-hidroksipropil) arginin, amino asit bazlı bilinen tek amfoterik yüzey aktif maddelerdir.LL, lizin ve laurik asidin bir yoğunlaşma ürünüdür.Amfoterik yapısı nedeniyle LL, çok alkali veya asidik çözücüler dışında hemen hemen tüm çözücülerde çözünmez.Organik bir toz olarak LL, hidrofilik yüzeylere mükemmel yapışma ve düşük sürtünme katsayısına sahiptir ve bu yüzey aktif maddeye mükemmel yağlama yeteneği verir.LL, cilt kremlerinde ve saç bakım ürünlerinde yaygın olarak kullanılır ve ayrıca kayganlaştırıcı olarak da kullanılır.
④Noniyonik AAS
İyonik olmayan yüzey aktif cisimleri, resmi yükleri olmayan kutup baş grupları ile karakterize edilir.Al-Sabagh ve diğerleri tarafından sekiz yeni etoksillenmiş iyonik olmayan yüzey aktif madde hazırlandı.yağda çözünen α-amino asitlerden.Bu süreçte, L-fenilalanin (LEP) ve L-lösin önce hekzadekanol ile esterlendi, ardından iki amit ve iki a-amino asit esteri verecek şekilde palmitik asit ile amidasyon yapıldı.Amitler ve esterler daha sonra farklı sayıda polioksietilen birimleri (40, 60 ve 100) ile üç fenilalanin türevi hazırlamak için etilen oksit ile yoğunlaştırma reaksiyonlarına tabi tutuldu.Bu iyonik olmayan AAS'lerin iyi temizleme ve köpürme özelliklerine sahip olduğu bulundu.
05 Sentez
5.1 Temel sentetik yol
AAS'de hidrofobik gruplar, amin veya karboksilik asit bölgelerine veya amino asitlerin yan zincirleri aracılığıyla bağlanabilir.Buna dayanarak, Şekil 5'te gösterildiği gibi dört temel sentetik yol mevcuttur.
Şekil 5 Amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin temel sentez yolları
| Yol 1. Amfifilik ester aminler, esterleşme reaksiyonları ile üretilir; bu durumda yüzey aktif madde sentezi genellikle yağ alkollerinin ve amino asitlerin bir dehidre edici madde ve asidik bir katalizör varlığında geri akıtılmasıyla elde edilir.Bazı reaksiyonlarda, sülfürik asit hem katalizör hem de dehidrasyon maddesi olarak işlev görür.
Yol 2. Aktif amino asitler, amfifilik amidoaminlerin senteziyle sonuçlanan amid bağları oluşturmak için alkilaminlerle reaksiyona girer.
Yol 3. Amido asitler, amino asitlerin amin gruplarının Amido Asitler ile reaksiyona girmesiyle sentezlenir.
Yol 4. Uzun zincirli alkil amino asitler, amin gruplarının haloalkanlarla reaksiyonuyla sentezlendi. |
5.2 Sentez ve üretimdeki gelişmeler
5.2.1 Tek zincirli amino asit/peptit yüzey aktif maddelerin sentezi
N-asil veya O-asil amino asitleri veya peptitleri, amin veya hidroksil gruplarının yağ asitleri ile enzim katalizli asilasyonuyla sentezlenebilir.Amino asit amid veya metil ester türevlerinin çözücü içermeyen lipaz katalizli sentezine ilişkin en eski rapor, hedef amino aside bağlı olarak %25 ila %90 arasında değişen verimlerle Candida antarctica kullandı.Metil etil keton da bazı reaksiyonlarda çözücü olarak kullanılmıştır.Vonderhagen ve ark.ayrıca amino asitlerin, protein hidrolizatlarının ve/veya bunların türevlerinin lipaz ve proteaz katalizli N-asilasyon reaksiyonlarını su ve organik solventler (örn. dimetilformamid/su) ve metil bütil keton karışımı kullanarak tarif etmiştir.
İlk günlerde, AAS'nin enzim katalizli sentezindeki ana sorun, düşük verimlerdi.Valivety ve arkadaşlarına göre.N-tetradekanoil amino asit türevlerinin verimi, farklı lipazlar kullanıldıktan ve 70°C'de günlerce inkübe edildikten sonra bile sadece %2-%10 idi.Montet ve ark.ayrıca yağ asitleri ve bitkisel yağlar kullanılarak N-asil lizinin sentezinde düşük amino asit verimi ile ilgili problemlerle karşılaştı.Onlara göre solventsiz koşullarda ve organik solventler kullanıldığında maksimum ürün verimi %19 olmuştur.aynı problem Valivety ve ark.N-Cbz-L-lizin veya N-Cbz-lizin metil ester türevlerinin sentezinde.
Bu çalışmada, erimiş çözücü içermeyen bir ortamda substrat olarak N-korumalı serin ve katalizör olarak Novozyme 435 kullanıldığında 3-O-tetradekanoil-L-serin veriminin %80 olduğunu iddia ettiler.Nagao ve Kito, lipaz kullanırken L-serin, L-homoserin, L-treonin ve L-tirozinin (LET) O-asilasyonunu incelediler Reaksiyonun sonuçları (lipaz, sulu tampon ortamında Candida cylindracea ve Rhizopus delemar tarafından elde edildi) ve L-homoserin ve L-serin açilleme verimlerinin biraz düşük olduğunu, buna karşın L-treonin ve LET'in açillenmediğini bildirdi.
Birçok araştırmacı, uygun maliyetli AAS'nin sentezi için ucuz ve kolayca bulunabilen substratların kullanımını desteklemiştir.Soo ve ark.hurma yağı bazlı yüzey aktif maddelerin hazırlanmasının en iyi hareketsizleştirilmiş lipoenzim ile çalıştığını iddia etti.Zaman alan reaksiyona (6 gün) rağmen ürün veriminin daha iyi olacağını belirtmişlerdir.Gerova ve ark.siklik/rasemik bir karışımda metiyonin, prolin, lösin, treonin, fenilalanin ve fenilglisin bazlı kiral N-palmitoil AAS'nin sentezini ve yüzey aktivitesini araştırdı.Pang ve Chu, solüsyonda amino asit bazlı monomerlerin ve dikarboksilik asit bazlı monomerlerin sentezini tanımladılar.
Cantaeuzene ve Guerreiro, çözücü olarak diklorometan ve katalizör olarak agaroz 4B (Sepharose 4B) ile Boc-Ala-OH ve Boc-Asp-OH'nin karboksilik asit gruplarının uzun zincirli alifatik alkoller ve diollerle esterleştiğini bildirdi.Bu çalışmada, Boc-Ala-OH'nin 16 karbona kadar yağ alkolleri ile reaksiyonu iyi verim (%51) verirken, Boc-Asp-OH 6 ve 12 karbon daha iyi sonuç verdi ve buna karşılık gelen %63 verim [64 ].Papain'in katalizör görevi gördüğü Cbz-Arg-OMe ile çeşitli uzun zincirli alkilaminler ile amid bağları veya yağ alkolleri ile ester bağları oluşturarak sentezlenen %58 ila %76 arasında değişen verimlerde %99.9.
5.2.2 Gemini bazlı amino asit/peptit yüzey aktif maddelerin sentezi
Amino asit bazlı ikizler yüzey aktif cisimleri, bir ayırıcı grup tarafından kafa kafaya bağlanmış iki düz zincirli AAS molekülünden oluşur.İkizler tipi amino asit bazlı sürfaktanların kemoenzimatik sentezi için 2 olası şema vardır (Şekil 6 ve 7).Şekil 6'da, 2 amino asit türevi bileşik ile bir ayırıcı grup olarak reaksiyona sokulur ve ardından 2 hidrofobik grup eklenir.Şekil 7'de, 2 düz zincirli yapı, iki işlevli bir ayırıcı grup tarafından doğrudan birbirine bağlanmıştır.
Gemini lipoamino asitlerinin enzim katalizli sentezinin en erken gelişimine Valivety ve diğerleri öncülük etmiştir.Yoshimura ve ark.sistin ve n-alkil bromit bazlı bir amino asit bazlı gemini yüzey aktif cisminin sentezini, adsorpsiyonunu ve agregasyonunu araştırdı.Sentezlenen yüzey aktif maddeler karşılık gelen monomerik yüzey aktif maddeler ile karşılaştırıldı.Faustino ve ark.L-sistin, D-sistin, DL-sistin, L-sistein, L-metiyonin ve L-sülfoalanin ve bunların gemini çiftlerine dayalı anyonik üre bazlı monomerik AAS'nin iletkenlik, denge yüzey gerilimi ve kararlılık yoluyla sentezini tanımlamıştır. -durum floresan karakterizasyonu.İkizlerin cmc değerinin monomer ve ikizler karşılaştırıldığında daha düşük olduğu gösterilmiştir.
Şekil 6 İkizler AAS'nin AA türevleri ve ayırıcı kullanılarak sentezi, ardından hidrofobik grubun eklenmesi
Şekil 7 İki işlevli ayırıcı ve AAS kullanılarak gemini AAS'lerin sentezi
5.2.3 Gliserolipid amino asit/peptit sürfaktanların sentezi
Gliserolipid amino asit/peptit yüzey aktif cisimleri, gliserol omurgasına bağlı bir amino asit ile bir veya iki yağ zinciri yapısından dolayı gliserol mono- (veya di-) esterlerin ve fosfolipidlerin yapısal analogları olan yeni bir lipit amino asit sınıfıdır. bir ester bağı ile.Bu sürfaktanların sentezi, amino asitlerin gliserol esterlerinin yüksek sıcaklıklarda ve asidik bir katalizör varlığında (örn. BF3) hazırlanmasıyla başlar.Enzim katalizli sentez (katalizör olarak hidrolazlar, proteazlar ve lipazlar kullanılarak) da iyi bir seçenektir (Şekil 8).
Papain kullanılarak dilaurillenmiş arginin gliserit konjugatlarının enzim katalizli sentezi bildirilmiştir.Asetilargininden diasilgliserol ester konjugatlarının sentezi ve bunların fizikokimyasal özelliklerinin değerlendirilmesi de rapor edilmiştir.
Şekil 8 Mono ve diasilgliserol amino asit konjugatlarının sentezi
ayırıcı: NH-(CH2)10-NH: bileşik B1
ayırıcı: NH-C6H4-NH: bileşik B2
ayırıcı: CH2-CH2: bileşikB3
Şekil 9 Tris(hidroksimetil)aminometandan türetilen simetrik amfifillerin sentezi
5.2.4 Bola bazlı amino asit/peptit yüzey aktif maddelerin sentezi
Amino asit bazlı bola tipi amfifiller, aynı hidrofobik zincire bağlı 2 amino asit içerir.Franceschi ve ark.2 amino asit (D- veya L-alanin veya L-histidin) ve farklı uzunluklarda 1 alkil zinciri ile bola tipi amfifillerin sentezini tanımlamış ve yüzey aktivitelerini araştırmıştır.Bir amino asit fraksiyonu (ya yaygın olmayan bir β-amino asit ya da bir alkol kullanarak) ve bir C12-C20 ayırıcı grup ile yeni bola tipi amfifillerin sentezini ve toplanmasını tartışırlar.Yaygın olmayan β-amino asitler, bir şeker amino asidi, azidotimin (AZT) türevi bir amino asit, bir norbornen amino asidi ve AZT'den türetilen bir amino alkol olabilir (Şekil 9).tris(hidroksimetil)aminometandan (Tris) türetilen simetrik bola tipi amfifillerin sentezi (Şekil 9).
06 Fiziko kimyasal özellikleri
Amino asit bazlı sürfaktanların (AAS) doğası gereği çeşitli ve çok yönlü oldukları ve iyi çözünürlük, iyi emülsifikasyon özellikleri, yüksek verimlilik, yüksek yüzey aktivite performansı ve sert suya (kalsiyum iyonu) karşı iyi direnç gibi birçok uygulamada iyi uygulanabilirliğe sahip oldukları iyi bilinmektedir. hata payı).
Amino asitlerin yüzey aktif madde özelliklerine (örn. yüzey gerilimi, cmc, faz davranışı ve Krafft sıcaklığı) dayalı olarak, kapsamlı araştırmalardan sonra aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır - AAS'nin yüzey aktivitesi, geleneksel yüzey aktif madde muadilinden daha üstündür.
6.1 Kritik Misel Konsantrasyon (cmc)
Kritik misel konsantrasyonu, sürfaktanların önemli parametrelerinden biridir ve çözünme, hücre parçalanması ve bunun biyofilmlerle etkileşimi vb. gibi birçok yüzey aktif özelliğini yönetir. Genel olarak, hidrokarbon kuyruğunun zincir uzunluğunun artması (hidrofobikliğin artması) bir azalmaya yol açar yüzey aktif madde çözeltisinin cmc değerinde, böylece yüzey aktivitesini arttırır.Amino asit bazlı yüzey aktif maddeler, geleneksel yüzey aktif maddelere kıyasla genellikle daha düşük cmc değerlerine sahiptir.
Baş gruplarının ve hidrofobik kuyrukların (mono-katyonik amid, bi-katyonik amid, bi-katyonik amid bazlı ester) farklı kombinasyonları aracılığıyla, Infante ve ark.üç arginin bazlı AAS sentezledi ve cmc ve γcmc'yi (cmc'de yüzey gerilimi) inceledi, cmc ve γcmc değerlerinin hidrofobik kuyruk uzunluğu arttıkça azaldığını gösterdi.Başka bir çalışmada Singare ve Mhatre, N-a-asilarjinin yüzey aktif cisimlerinin cmc'sinin hidrofobik kuyruk karbon atomlarının sayısı arttıkça azaldığını buldular (Tablo 1).
Yoshimura ve ark.sistein türevi amino asit bazlı ikizler yüzey aktif cisimlerinin cmc'sini araştırdı ve hidrofobik zincirdeki karbon zinciri uzunluğu 10'dan 12'ye çıkarıldığında cmc'nin azaldığını gösterdi. Karbon zinciri uzunluğunu 14'e çıkarmak, cmc'de bir artışa neden oldu, bu, uzun zincirli ikizler yüzey aktif cisimlerinin daha düşük bir kümelenme eğilimine sahip olduğunu doğruladı.
Faustino ve ark.sistine dayalı anyonik ikizler yüzey aktif maddelerinin sulu çözeltilerinde karışık misellerin oluşumunu bildirdi.Gemini sürfaktanları ayrıca karşılık gelen geleneksel monomerik sürfaktanlarla (C8Cys) karşılaştırıldı.Lipit-sürfaktan karışımlarının cmc değerlerinin saf sürfaktanlara göre daha düşük olduğu bildirilmiştir.gemini sürfaktanları ve suda çözünür, misel oluşturucu bir fosfolipid olan 1,2-diheptanoil-sn-gliseril-3-fosfokolin, milimolar düzeyde cmc'ye sahipti.
Shrestha ve Aramaki, karışım tuzlarının yokluğunda karışık amino asit bazlı anyonik-noniyonik yüzey aktif cisimlerinin sulu çözeltilerinde viskoelastik solucan benzeri misellerin oluşumunu araştırdılar.Bu çalışmada, N-dodesil glutamatın daha yüksek bir Krafft sıcaklığına sahip olduğu bulundu;bununla birlikte, bazik amino asit L-lizin ile nötralize edildiğinde miseller üretti ve çözelti, 25 °C'de Newton sıvısı gibi davranmaya başladı.
6.2 İyi suda çözünürlük
AAS'nin iyi suda çözünürlüğü, ek CO-NH bağlarının varlığından kaynaklanmaktadır.Bu, AAS'yi karşılık gelen geleneksel yüzey aktif maddelerden daha biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre dostu hale getirir.N-asil-L-glutamik asidin suda çözünürlüğü, 2 karboksil grubu nedeniyle daha da iyidir.Cn(CA)2'nin suda 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 maddelerin spesifik çözünürlük davranışı olarak anlaşılabilir.İyonik yüzey aktif maddeler, sudan çökelebilen katı hidratlar üretme eğilimindedir.Belirli bir sıcaklıkta (Kraffft sıcaklığı olarak adlandırılır), yüzey aktif maddelerin çözünürlüğünde genellikle dramatik ve süreksiz bir artış gözlenir.Bir iyonik yüzey aktif maddenin Krafft noktası, cmc'deki Krafft sıcaklığıdır.
Bu çözünürlük özelliği genellikle iyonik yüzey aktif maddeler için görülür ve şu şekilde açıklanabilir: yüzey aktif madde içermeyen monomerin çözünürlüğü, çözünürlüğünün misel oluşumu nedeniyle kademeli olarak arttığı Krafft noktasına ulaşılana kadar Krafft sıcaklığının altında sınırlıdır.Tam çözünürlüğü sağlamak için yüzey aktif madde formülasyonlarını Krafft noktasının üzerindeki sıcaklıklarda hazırlamak gerekir.
AAS'nin Krafft sıcaklığı incelenmiş ve geleneksel sentetik sürfaktanlarınkiyle karşılaştırılmıştır.Shrestha ve Aramaki, arginin bazlı AAS'nin Krafft sıcaklığını incelediler ve kritik misel konsantrasyonunun, 2-5'in üzerinde ön miseller şeklinde agregasyon davranışı sergilediğini buldular. ×10-6 mol-L-1 ve ardından normal misel oluşumu (Ohta ve diğerleri, altı farklı tipte N-hekzadekanoil AAS sentezledi ve bunların Krafft sıcaklığı ile amino asit kalıntıları arasındaki ilişkiyi tartıştı.
Deneylerde, N-heksadekanoil AAS'nin Krafft sıcaklığının, amino asit kalıntılarının (fenilalanin bir istisnadır) küçülen boyutuyla arttığı, çözünürlük ısısının (ısı alımı) ise amino asit kalıntılarının boyutu azaldıkça (ile birlikte) arttığı bulundu. glisin ve fenilalanin hariç).Hem alanin hem de fenilalanin sistemlerinde DL etkileşiminin, N-hekzadekanoil AAS tuzunun katı formundaki LL etkileşiminden daha güçlü olduğu sonucuna varıldı.
Brito ve ark.diferansiyel tarama mikrokalorimetrisi kullanarak üç dizi yeni amino asit bazlı yüzey aktif cismin Krafft sıcaklığını belirledi ve trifloroasetat iyonunun iyodür iyonuna değiştirilmesinin Krafft sıcaklığında (yaklaşık 6 °C), 47 °C'den 53 °C'ye önemli bir artışla sonuçlandığını buldu. C.Uzun zincirli Ser türevlerinde cis-çift bağların varlığı ve doymamışlık, Krafft sıcaklığında önemli bir düşüşe yol açtı.n-Dodesil glutamatın daha yüksek bir Krafft sıcaklığına sahip olduğu bildirildi.Bununla birlikte, bazik amino asit L-lizin ile nötrleştirme, 25 °C'de Newton sıvıları gibi davranan çözelti içinde misellerin oluşumuyla sonuçlandı.
6.4 Yüzey gerilimi
Yüzey aktif maddelerin yüzey gerilimi, hidrofobik kısmın zincir uzunluğu ile ilgilidir.Zhang ve ark.sodyum kokoil glisinatın yüzey gerilimini Wilhelmy plak yöntemiyle (25±0.2)°C ve cmc'deki yüzey gerilimi değerini 33 mN-m-1, cmc'yi 0.21 mmol-L-1 olarak belirlemiştir.Yoshimura ve ark.2C n Cys bazlı yüzey aktif maddelerin 2C n Cys tipi amino asit bazlı yüzey yüzey gerilimini belirledi.Zincir uzunluğunun artmasıyla (n = 8'e kadar) cmc'deki yüzey geriliminin azaldığı, n = 12 veya daha uzun zincir uzunluklarına sahip yüzey aktif maddeler için eğilimin tersine döndüğü bulundu.
CaCl2'nin dikarboksillenmiş amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin yüzey gerilimi üzerindeki etkisi de incelenmiştir.Bu çalışmalarda, üç dikarboksillenmiş amino asit tipi yüzey aktif cisminin (C12 MalNa2, C12 AspNa2 ve C12 GluNa2) sulu çözeltilerine CaCl2 eklenmiştir.Cmc sonrası plato değerleri karşılaştırılmış ve çok düşük CaC1 2 konsantrasyonlarında yüzey geriliminin düştüğü görülmüştür.Bunun nedeni, kalsiyum iyonlarının yüzey aktif maddenin gaz-su arayüzündeki düzenlenmesi üzerindeki etkisidir.N-dodesilaminomalonat ve N-dodesilaspartat tuzlarının yüzey gerilimleri ise 10 mmol-L-1 CaCl2 konsantrasyonuna kadar hemen hemen sabitti.10 mmol-L-1'in üzerinde, yüzey aktif maddenin kalsiyum tuzunun çökelmesi nedeniyle yüzey gerilimi keskin bir şekilde artar.N-dodesil glutamatın disodyum tuzu için, orta düzeyde CaC12 ilavesi, yüzey geriliminde önemli bir düşüşe neden olurken, CaC12 konsantrasyonundaki sürekli artış artık önemli değişikliklere neden olmadı.
İkizler tipi AAS'nin gaz-su arayüzündeki adsorpsiyon kinetiğini belirlemek için, maksimum kabarcık basıncı yöntemi kullanılarak dinamik yüzey gerilimi belirlendi.Sonuçlar, en uzun test süresi için 2C 12 Cys dinamik yüzey geriliminin değişmediğini gösterdi.Dinamik yüzey geriliminin azalması sadece konsantrasyona, hidrofobik kuyrukların uzunluğuna ve hidrofobik kuyrukların sayısına bağlıdır.Yüzey aktif madde konsantrasyonunun artması, zincir uzunluğunun yanı sıra zincir sayısının azalması daha hızlı bir bozunmaya neden oldu.Daha yüksek Cn Cys konsantrasyonları için elde edilen sonuçların (n = 8 ila 12), Wilhelmy yöntemiyle ölçülen γ cmc'ye çok yakın olduğu bulundu.
Başka bir çalışmada sodyum dilauril sistin (SDLC) ve sodyum didekamino sistin dinamik yüzey gerilimleri Wilhelmy plak yöntemi ile, ayrıca sulu çözeltilerinin denge yüzey gerilimleri damla hacim yöntemi ile belirlendi.Disülfit bağlarının reaksiyonu başka yöntemlerle de ayrıca incelenmiştir.0.1 mmol-L-1SDLC çözeltisine merkaptoetanol eklenmesi, yüzey geriliminde 34 mN-m-1'den 53 mN-m-1'e hızlı bir artışa yol açtı.NaClO, SDLC'nin disülfit bağlarını sülfonik asit gruplarına oksitleyebildiğinden, 0.1 mmol-L-1 SDLC çözeltisine NaClO (5 mmol-L-1) eklendiğinde hiçbir agregat gözlenmedi.Geçirgen elektron mikroskobu ve dinamik ışık saçılımı sonuçları, çözeltide hiçbir agregat oluşmadığını gösterdi.SDLC'nin yüzey geriliminin 20 dakikalık bir süre içinde 34 mN-m-1'den 60 mN-m-1'e yükseldiği bulundu.
6.5 İkili yüzey etkileşimleri
Yaşam bilimlerinde, bazı gruplar katyonik AAS (diasilgliserol arginin bazlı sürfaktanlar) ve fosfolipid karışımlarının gaz-su arayüzündeki titreşim özelliklerini incelemiş ve sonunda bu ideal olmayan özelliğin elektrostatik etkileşimlerin yaygınlığına neden olduğu sonucuna varmıştır.
6.6 Toplama özellikleri
Dinamik ışık saçılımı, cmc'nin üzerindeki konsantrasyonlarda amino asit bazlı monomerlerin ve gemini yüzey aktif cisimlerinin agregasyon özelliklerini belirlemek için yaygın olarak kullanılır ve görünür bir hidrodinamik çap DH (= 2RH) verir.C n Cys ve 2Cn Cys tarafından oluşturulan agregalar nispeten büyüktür ve diğer yüzey aktif maddelere kıyasla geniş bir dağılıma sahiptir.2C12 Cys hariç tüm sürfaktanlar tipik olarak yaklaşık 10 nm'lik kümeler oluşturur.İkizler yüzey aktif cisimlerinin misel boyutları, monomerik muadillerininkinden önemli ölçüde daha büyüktür.Hidrokarbon zincir uzunluğundaki bir artış aynı zamanda misel boyutunda bir artışa yol açar.ohta ve ark.sulu solüsyonda N-dodesil-fenil-alanil-fenil-alanin tetrametilamonyumun üç farklı stereoizomerinin topaklanma özelliklerini tarif etmiş ve diastereoizomerlerin sulu solüsyonda aynı kritik topaklanma konsantrasyonuna sahip olduğunu göstermiştir.Iwahashi ve ark.N-dodekanoil-L-glutamik asit, N-dodekanoil-L-valin ve bunların metil esterlerinin farklı çözücülerde (tetrahidrofuran, asetonitril, 1,4 gibi) -dioksan ve 1,2-dikloroetan) dairesel dikroizm, NMR ve buhar basıncı ozmometrisi ile incelenmiştir.
6.7 Arayüzey adsorpsiyonu
Amino asit bazlı sürfaktanların arayüzey adsorpsiyonu ve bunun geleneksel muadili ile karşılaştırılması da araştırma yönlerinden biridir.Örneğin, LET ve LEP'den elde edilen aromatik amino asitlerin dodesil esterlerinin arayüzey adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir.Sonuçlar, LET ve LEP'in sırasıyla gaz-sıvı arayüzünde ve su/heksan arayüzünde daha düşük arayüzey alanları sergilediğini gösterdi.
Bordes ve ark.üç dikarboksillenmiş amino asit yüzey aktif cisminin, dodesil glutamatın disodyum tuzları, dodesil aspartat ve aminomalonatın (sırasıyla iki karboksil grubu arasında 3, 2 ve 1 karbon atomlu) gaz-su arayüzündeki çözelti davranışını ve adsorpsiyonu araştırdı.Bu rapora göre, dikarboksillenmiş yüzey aktif maddelerin cmc'si, monokarboksillenmiş dodesil glisin tuzununkinden 4-5 kat daha yüksekti.Bu, dikarboksilatlı sürfaktanlar ve buradaki amid grupları aracılığıyla komşu moleküller arasında hidrojen bağlarının oluşumuna atfedilir.
6.8 Faz davranışı
Yüzey aktif maddeler için çok yüksek konsantrasyonlarda izotropik süreksiz kübik fazlar gözlenir.Çok büyük kafa gruplarına sahip yüzey aktif madde molekülleri, daha küçük pozitif eğriliğe sahip kümeler oluşturma eğilimindedir.marques ve ark.12Lys12/12Ser ve 8Lys8/16Ser sistemlerinin faz davranışını inceledi (bkz. Şekil 10) ve sonuçlar, 12Lys12/12Ser sisteminin misel ve vesiküler solüsyon bölgeleri arasında bir faz ayırma bölgesine sahip olduğunu, 8Lys8/16Ser sisteminin ise 8Lys8/16Ser sistemi sürekli bir geçiş gösterir (küçük misel faz bölgesi ile vezikül faz bölgesi arasında uzamış misel faz bölgesi).12Lys12/12Ser sisteminin vezikül bölgesi için veziküllerin her zaman misellerle bir arada bulunduğu, 8Lys8/16Ser sisteminin vezikül bölgesinin ise sadece veziküllere sahip olduğu belirtilmelidir.
Lizin ve serin bazlı sürfaktanların kataniyonik karışımları: simetrik 12Lys12/12Ser çifti(solda) ve asimetrik 8Lys8/16Ser çifti(sağda)
6.9 Emülsifiye etme yeteneği
Kouchi ve ark.N-[3-dodesil-2-hidroksipropil]-L-arginin, L-glutamat ve diğer AAS'nin emülsifiye etme kabiliyetini, arayüzey gerilimini, dağılabilirliğini ve viskozitesini inceledi.Sentetik yüzey aktif maddelerle (geleneksel iyonik olmayan ve amfoterik muadilleri) karşılaştırıldığında sonuçlar, AAS'nin geleneksel yüzey aktif maddelerden daha güçlü emülsifiye etme kabiliyetine sahip olduğunu gösterdi.
Baczko ve ark.yeni anyonik amino asit yüzey aktif cisimlerini sentezledi ve kiral yönelimli NMR spektroskopi çözücüleri olarak uygunluklarını araştırdı.Amino asitlerin o-sülfobenzoik anhidrit ile reaksiyona sokulmasıyla farklı hidrofobik kuyruklara (pentil-tetradesil) sahip bir dizi sülfonat bazlı amfifilik L-Phe veya L-Ala türevi sentezlendi.Wu ve ark.N-yağ asil AAS'nin sentezlenmiş sodyum tuzları vesu içinde yağ emülsiyonlarındaki emülsifikasyon yeteneklerini araştırdılar ve sonuçlar, bu yüzey aktif cisimlerinin yağ fazı olarak etil asetat ile yağ fazı olarak n-hekzan ile olduğundan daha iyi performans gösterdiğini gösterdi.
6.10 Sentez ve üretimdeki gelişmeler
Sert suya dayanıklılık, sürfaktanların sert suda kalsiyum ve magnezyum gibi iyonların varlığına direnme yeteneği, yani kalsiyum sabunlarına çökelmeyi önleme yeteneği olarak anlaşılabilir.Sert su direnci yüksek olan yüzey aktif maddeler, deterjan formülasyonları ve kişisel bakım ürünleri için çok faydalıdır.Sert su direnci, kalsiyum iyonlarının mevcudiyetinde yüzey aktif maddenin çözünürlüğündeki ve yüzey aktivitesindeki değişiklik hesaplanarak değerlendirilebilir.
Sert su direncini değerlendirmenin bir başka yolu, 100 g sodyum oleattan oluşan kalsiyum sabununun suda dağılması için gerekli yüzey aktif maddenin yüzdesini veya gramını hesaplamaktır.Suyun sertliği yüksek olan bölgelerde, yüksek konsantrasyonlarda kalsiyum ve magnezyum iyonları ve mineral içeriği bazı pratik uygulamaları zorlaştırabilir.Genellikle sodyum iyonu, sentetik bir anyonik yüzey aktif cisminin karşı iyonu olarak kullanılır.Divalent kalsiyum iyonu her iki yüzey aktif madde molekülüne bağlı olduğundan, yüzey aktif maddenin çözeltiden daha kolay çökelmesine neden olarak deterjan olma olasılığını azaltır.
AAS'nin sert su direnci çalışması, asit ve sert su direncinin ek bir karboksil grubundan güçlü bir şekilde etkilendiğini ve asit ve sert su direncinin, iki karboksil grubu arasındaki ayırıcı grubun uzunluğunun artmasıyla daha da arttığını gösterdi. .Asit ve sert suya dayanıklılık sırası C 12 glisinat < C 12 aspartat < C 12 glutamat şeklindeydi.Sırasıyla dikarboksillenmiş amid bağı ve dikarboksillenmiş amino yüzey aktif cismi karşılaştırıldığında, ikincisinin pH aralığının daha geniş olduğu ve uygun miktarda asit ilavesiyle yüzey aktivitesinin arttığı bulundu.Dikarboksillenmiş N-alkil amino asitler, kalsiyum iyonlarının varlığında şelatlama etkisi gösterdi ve C12 aspartat beyaz jel oluşturdu.c 12 glutamat, yüksek Ca2+ konsantrasyonunda yüksek yüzey aktivitesi göstermiştir ve deniz suyunun tuzdan arındırılmasında kullanılması beklenmektedir.
6.11 Dağılabilirlik
Dağılabilirlik, bir yüzey aktif maddenin, yüzey aktif maddenin çözelti içinde birleşmesini ve çökelmesini önleme yeteneğini ifade eder.Dağılabilirlik, sürfaktanların deterjan, kozmetik ve farmasötiklerde kullanım için uygun olmasını sağlayan önemli bir özelliğidir.Bir dispersiyon ajanı, hidrofobik grup ile terminal hidrofilik grup (veya düz zincirli hidrofobik gruplar arasında) arasında bir ester, eter, amid veya amino bağı içermelidir.
Genel olarak, alkanolamido sülfatlar gibi anyonik yüzey aktif maddeler ve amidosülfobetain gibi amfoterik yüzey aktif maddeler, kalsiyum sabunları için dağıtıcı maddeler olarak özellikle etkilidir.
Birçok araştırma çabası, N-lauroyl lizinin suyla zayıf bir şekilde uyumlu olduğu ve kozmetik formülasyonlar için kullanımının zor olduğu AAS'nin dağılabilirliğini belirlemiştir.Bu seride, N-asil ikameli bazik amino asitler mükemmel dağılabilirliğe sahiptir ve kozmetik endüstrisinde formülasyonları geliştirmek için kullanılır.
07 Toksisite
Geleneksel yüzey aktif maddeler, özellikle katyonik yüzey aktif maddeler, suda yaşayan organizmalar için oldukça toksiktir.Akut toksisiteleri, yüzey aktif maddelerin hücre-su arayüzünde adsorpsiyon-iyon etkileşimi olgusundan kaynaklanmaktadır.Sürfaktanların cmc'sinin düşürülmesi, genellikle sürfaktanların daha güçlü arayüzey adsorpsiyonuna yol açar, bu da genellikle yüksek akut toksisiteleriyle sonuçlanır.Sürfaktanların hidrofobik zincirinin uzunluğundaki bir artış, sürfaktan akut toksisitesinde de bir artışa yol açar.Çoğu AAS, insanlar ve çevre (özellikle deniz organizmaları için) için düşük veya toksik değildir ve gıda katkı maddeleri, farmasötikler ve kozmetikler olarak kullanıma uygundur.Birçok araştırmacı, amino asit yüzey aktif maddelerinin cilde nazik ve tahriş edici olmadığını göstermiştir.Arginin bazlı sürfaktanların geleneksel muadillerinden daha az toksik olduğu bilinmektedir.
Brito ve ark.amino asit bazlı amfifillerin fizikokimyasal ve toksikolojik özelliklerini ve bunların [tirozin (Tyr), hidroksiprolin (Hyp), serin (Ser) ve lizinden (Lys) türevleri] spontan katyonik vezikül oluşumunu inceledi ve akut toksisiteleri hakkında veri verdi. Daphnia magna (IC 50).Dodesiltrimetilamonyum bromür (DTAB)/Lys-türevleri ve/veya Ser-/Lys-türevi karışımlarının katyonik veziküllerini sentezlediler ve bunların ekotoksisitesini ve hemolitik potansiyellerini test ederek tüm AAS'nin ve bunların vezikül içeren karışımlarının geleneksel sürfaktan DTAB'den daha az toksik olduğunu gösterdiler. .
Rosa ve ark.DNA'nın kararlı amino asit bazlı katyonik veziküllere bağlanmasını (ilişkisini) araştırdı.Genellikle toksik gibi görünen geleneksel katyonik yüzey aktif maddelerin aksine, katyonik amino asit yüzey aktif maddelerin etkileşiminin toksik olmadığı görülmektedir.Katyonik AAS, belirli anyonik yüzey aktif maddelerle kombinasyon halinde kendiliğinden kararlı veziküller oluşturan arginine dayalıdır.Amino asit bazlı korozyon inhibitörlerinin de toksik olmadığı rapor edilmiştir.Bu sürfaktanlar yüksek saflıkta (%99'a kadar) kolayca sentezlenir, düşük maliyetlidir, biyolojik olarak kolayca parçalanabilir ve sulu ortamda tamamen çözünür.Birkaç çalışma, kükürt içeren amino asit yüzey aktif maddelerinin korozyon önlemede üstün olduğunu göstermiştir.
Yakın tarihli bir çalışmada, Perinelli ve ark.geleneksel sürfaktanlara kıyasla rhamnolipidlerin tatmin edici bir toksikolojik profilini bildirdi.Rhamnolipidlerin geçirgenlik arttırıcılar olarak hareket ettiği bilinmektedir.Ayrıca rhamnolipidlerin makromoleküler ilaçların epitelyal geçirgenliği üzerindeki etkisini de bildirdiler.
08 Antimikrobiyal aktivite
Yüzey aktif maddelerin antimikrobiyal aktivitesi, minimum inhibe edici konsantrasyon ile değerlendirilebilir.Arginin bazlı yüzey aktif maddelerin antimikrobiyal aktivitesi ayrıntılı olarak incelenmiştir.Gram negatif bakterilerin arginin bazlı sürfaktanlara Gram pozitif bakterilerden daha dirençli olduğu bulundu.Sürfaktanların antimikrobiyal aktivitesi genellikle asil zincirlerinde hidroksil, siklopropan veya doymamış bağların varlığıyla artar.Castillo ve ark.asil zincirlerinin uzunluğunun ve pozitif yükün molekülün HLB değerini (hidrofilik-lipofilik denge) belirlediğini ve bunların zarları bozma yetenekleri üzerinde bir etkiye sahip olduğunu gösterdi.Na-asilarginin metil ester, geniş spektrumlu antimikrobiyal aktiviteye sahip bir başka önemli katyonik yüzey aktif madde sınıfıdır ve kolaylıkla biyolojik olarak parçalanabilir ve düşük toksisiteye sahiptir veya hiç toksisiteye sahip değildir.Na-asilarjinin metil ester bazlı sürfaktanların 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilkolin ve 1,2-ditetradekanoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilkolin ile model membranlar ve canlı organizmalar ile etkileşimi üzerine çalışmalar dış bariyerlerin varlığı veya yokluğu, bu yüzey aktif madde sınıfının iyi bir antimikrobiyal olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, yüzey aktif maddelerin iyi bir antibakteriyel aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir.
09 Reolojik özellikler
Yüzey aktif maddelerin reolojik özellikleri, gıda, ilaç, yağ çıkarma, kişisel bakım ve ev bakım ürünleri dahil olmak üzere farklı endüstrilerdeki uygulamalarının belirlenmesinde ve tahmin edilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır.Amino asit yüzey aktif cisimlerinin viskoelastikliği ile cmc arasındaki ilişkiyi tartışmak için birçok çalışma yapılmıştır.
10 Kozmetik endüstrisindeki uygulamalar
AAS birçok kişisel bakım ürününün formülasyonunda kullanılmaktadır.Potasyum N-kokoil glisinatın cilt üzerinde nazik olduğu bulunmuştur ve yüz temizliğinde tortu ve makyajı çıkarmak için kullanılır.n-Asil-L-glutamik asit, onu suda daha fazla çözünür kılan iki karboksil grubuna sahiptir.Bu AAS'ler arasında, C 12 yağ asitleri bazlı AAS, çamur ve makyajı gidermek için yüz temizliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır.C 18 zincirli AAS, cilt bakım ürünlerinde emülgatör olarak kullanılır ve N-Lauril alanin tuzlarının cildi tahriş etmeyen kremsi köpükler oluşturduğu bilinir ve bu nedenle bebek bakım ürünlerinin formülasyonunda kullanılabilir.Diş macununda kullanılan N-Lauryl bazlı AAS, sabuna benzer iyi bir temizleme gücüne ve güçlü enzim inhibe edici etkinliğe sahiptir.
Geçtiğimiz birkaç on yılda, kozmetikler, kişisel bakım ürünleri ve farmasötikler için yüzey aktif madde seçimi, düşük toksisiteye, yumuşaklığa, dokunmaya karşı yumuşaklığa ve güvenliğe odaklandı.Bu ürünlerin tüketicileri potansiyel tahriş, toksisite ve çevresel faktörlerin farkındadır.
Günümüzde AAS, kozmetik ve kişisel bakım ürünlerindeki geleneksel muadillerine göre birçok avantajı nedeniyle birçok şampuan, saç boyası ve banyo sabununun formüle edilmesinde kullanılmaktadır.Protein bazlı yüzey aktif maddeler, kişisel bakım ürünleri için gerekli olan arzu edilen özelliklere sahiptir.Bazı AAS'ler film oluşturma özelliklerine sahipken diğerleri iyi köpük oluşturma özelliklerine sahiptir.
Amino asitler, stratum corneum'da doğal olarak oluşan önemli nemlendirme faktörleridir.Epidermal hücreler öldüğünde, stratum corneum'un bir parçası haline gelirler ve hücre içi proteinler kademeli olarak amino asitlere indirgenir.Bu amino asitler daha sonra stratum corneum'a taşınır ve burada yağ veya yağ benzeri maddeleri epidermal stratum corneum'a emer ve böylece cilt yüzeyinin elastikiyetini artırır.Ciltteki doğal nemlendirme faktörünün yaklaşık %50'si amino asitler ve pirrolidondan oluşur.
Yaygın bir kozmetik bileşen olan kollajen, cildi yumuşak tutan amino asitleri de içerir.Pürüzlülük ve donukluk gibi cilt sorunları büyük ölçüde amino asit eksikliğinden kaynaklanır.Bir çalışma, bir amino asidin bir merhemle karıştırılmasının cilt yanıklarını hafiflettiğini ve etkilenen bölgelerin keloid izleri olmadan normal durumlarına döndüğünü gösterdi.
Amino asitlerin ayrıca hasarlı kütiküllerin bakımında çok yararlı olduğu bulunmuştur.Kuru, şekilsiz saç, ciddi şekilde hasar görmüş stratum korneumdaki amino asit konsantrasyonunda bir azalmaya işaret edebilir.Amino asitler, kütiküle saç miline nüfuz etme ve ciltteki nemi emme yeteneğine sahiptir.Amino asit bazlı yüzey aktif maddelerin bu özelliği onları şampuanlarda, saç boyalarında, saç yumuşatıcılarda, saç kremlerinde çok faydalı kılar ve amino asitlerin varlığı saçı güçlü kılar.
11 Günlük kozmetikte uygulamalar
Şu anda, dünya çapında amino asit bazlı deterjan formülasyonlarına yönelik artan bir talep var.AAS'nin daha iyi temizleme kabiliyetine, köpürme kabiliyetine ve kumaş yumuşatma özelliklerine sahip olduğu bilinmektedir, bu da onları ev tipi deterjanlar, şampuanlar, vücut yıkama ürünleri ve diğer uygulamalar için uygun kılar.Aspartik asit türevi bir amfoterik AAS'nin şelatlama özelliklerine sahip oldukça etkili bir deterjan olduğu bildirilmektedir.N-alkil-β-aminoetoksi asitlerden oluşan deterjan bileşenlerinin kullanılmasının cilt tahrişini azalttığı bulunmuştur.N-cocoyl-β-aminopropionate içeren bir sıvı deterjan formülasyonunun metal yüzeylerdeki yağ lekeleri için etkili bir deterjan olduğu bildirilmiştir.Bir aminokarboksilik asit sürfaktanı olan C 14CHOHCH2NHCH2COONa'nın da daha iyi temizleme gücüne sahip olduğu ve tekstil, halı, saç, cam vb.'nin temizliğinde kullanıldığı gösterilmiştir. 2-hidroksi-3-aminopropiyonik asit-N,N- asetoasetik asit türevinin iyi kompleks oluşturma kabiliyetine sahip olduğu ve bu nedenle ağartma maddelerine stabilite kazandırdığı bilinmektedir.
N-(N'-uzun zincirli asil-β-alanil)-β-alanine dayalı deterjan formülasyonlarının hazırlanması, daha iyi yıkama kabiliyeti ve kararlılığı, kolay köpük kırma ve iyi kumaş yumuşatma için Keigo ve Tatsuya tarafından patentlerinde rapor edilmiştir. .Kao, N-Asil-1 -N-hidroksi-β-alanin bazlı bir deterjan formülasyonu geliştirdi ve düşük cilt tahrişi, yüksek su direnci ve yüksek leke çıkarma gücü bildirdi.
Japon şirketi Ajinomoto, şampuanlarda, deterjanlarda ve kozmetiklerde ana bileşenler olarak L-glutamik asit, L-arginin ve L-lizin bazlı düşük toksik ve kolay parçalanabilir AAS kullanıyor (Şekil 13).Deterjan formülasyonlarındaki enzim katkı maddelerinin protein kirlenmesini giderme kabiliyeti de rapor edilmiştir.Glutamik asit, alanin, metilglisin, serin ve aspartik asitten türetilen N-asil AAS'nin, sulu çözeltilerde mükemmel sıvı deterjanlar olarak kullanımları rapor edilmiştir.Bu sürfaktanlar, çok düşük sıcaklıklarda bile viskoziteyi hiç artırmazlar ve homojen köpükler elde etmek için köpürtme cihazının depolama kabından kolayca aktarılabilirler.
Gönderim zamanı: Haz-09-2022