Cuprins pentru acest articol:
1. Dezvoltarea aminoacizilor
2. Proprietăți structurale
3. Compoziție chimică
4.Clasificarea
5. Sinteză
6. Proprietăți fizico -chimice
7. Toxicitate
8. Activitate antimicrobiană
9. Proprietăți reologice
10. Aplicații în industria cosmetică
11. Aplicații în cosmetice cosmetice de zi cu zi
Surfactanți de aminoacizi (AAS)sunt o clasă de surfactanți formați prin combinarea grupărilor hidrofobe cu unul sau mai mulți aminoacizi. În acest caz, aminoacizii pot fi sintetici sau derivați din hidrolizați de proteine sau surse regenerabile similare. Această lucrare acoperă detaliile majorității rutelor sintetice disponibile pentru AAS și efectul diferitelor rute asupra proprietăților fizico -chimice ale produselor finale, inclusiv solubilitatea, stabilitatea dispersiei, toxicitatea și biodegradabilitatea. Ca o clasă de surfactanți în creșterea cererii, versatilitatea AAS datorită structurii lor variabile oferă un număr mare de oportunități comerciale.
Având în vedere că tensioactivii sunt utilizați pe scară largă în detergenți, emulgatori, inhibitori de coroziune, recuperare a uleiului terțiar și produse farmaceutice, cercetătorii nu au încetat niciodată să acorde atenție surfactanților.
Surfactanții sunt cele mai reprezentative produse chimice care sunt consumate în cantități mari zilnic în întreaga lume și au avut un impact negativ asupra mediului acvatic.Studiile au arătat că utilizarea pe scară largă a surfactanților tradiționali poate avea un impact negativ asupra mediului.
Astăzi, non-toxicitatea, biodegradabilitatea și biocompatibilitatea sunt aproape la fel de importante pentru consumatori precum utilitatea și performanța agenților tensioactivi.
Biosurfactanții sunt surfactanți durabile ecologice, care sunt sintetizați în mod natural de microorganisme precum bacterii, ciuperci și drojdie sau secretate extracelular.Prin urmare, biosurfactanții pot fi, de asemenea, preparați prin proiectarea moleculară pentru a imita structurile amfifilice naturale, cum ar fi fosfolipidele, glicozidele alchil și aminoacizii acilici.
Surfactanți de aminoacizi (AAS)sunt unul dintre surfactanții tipici, de obicei produse din materii prime animale sau derivate din punct de vedere agricol. În ultimele două decenii, AA-urile au atras un mare interes din partea oamenilor de știință ca noi tensioactivi, nu numai pentru că pot fi sintetizați din resurse regenerabile, ci și pentru că AA-urile sunt ușor degradabile și au produse secundare inofensive, ceea ce le face mai sigure pentru mediu.
AAS poate fi definit ca o clasă de surfactanți constând din aminoacizi care conțin grupe de aminoacizi (HO 2 C-ChR-NH 2) sau reziduuri de aminoacizi (HO 2 C-CRR-NH-). Cele 2 regiuni funcționale ale aminoacizilor permit derivarea unei mari varietăți de surfactanți. Se știe că un total de 20 de aminoacizi proteinogeni standard există în natură și sunt responsabili pentru toate reacțiile fiziologice în activitățile de creștere și viață. Ele diferă între ele numai în funcție de reziduul R (Figura 1, PK A este logaritmul negativ al constantei de disociere a acidului soluției). Unele sunt non-polare și hidrofobe, altele sunt polare și hidrofile, altele sunt de bază, iar altele sunt acide.
Deoarece aminoacizii sunt compuși regenerabili, surfactanții sintetizați din aminoacizi au, de asemenea, un potențial ridicat de a deveni durabil și ecologic. Structura simplă și naturală, toxicitatea scăzută și biodegradabilitatea rapidă le fac adesea superioare tensioactivilor convenționali. Folosind materii prime regenerabile (de exemplu, aminoacizi și uleiuri vegetale), AAS poate fi produs de diferite căi biotehnologice și căi chimice.
La începutul secolului XX, aminoacizii au fost descoperiți pentru prima dată pentru a fi folosiți ca substraturi pentru sinteza surfactanților.AA -urile au fost utilizate în principal ca conservanți în formulări farmaceutice și cosmetice.În plus, AAS s-a dovedit a fi activ din punct de vedere biologic împotriva unei varietăți de bacterii, tumori și viruși care provoacă boli. În 1988, disponibilitatea AAS cu costuri reduse a generat un interes de cercetare pentru activitatea de suprafață. Astăzi, odată cu dezvoltarea biotehnologiei, unii aminoacizi sunt, de asemenea, capabili să fie sintetizați comercial pe scară largă prin drojdie, ceea ce dovedește indirect că producția AAS este mai ecologică.
01 Dezvoltarea aminoacizilor
Încă de la începutul secolului al XIX -lea, când au fost descoperiți pentru prima dată aminoacizi care au apărut în mod natural, structurile lor s -au prevăzut a fi extrem de valoroase - utilizabile ca materii prime pentru prepararea amfifilelor. Primul studiu privind sinteza AAS a fost raportat de Bondi în 1909.
În acel studiu, N-acilglicina și N-acilalanina au fost introduse ca grupuri hidrofile pentru agentul tensioactivi. Lucrările ulterioare a implicat sinteza lipoamino acizilor (AAS) folosind glicină și alanină, și Hentrich și colab. a publicat o serie de descoperiri,Inclusiv prima cerere de brevet, privind utilizarea sarcozinatei acilice și a sărurilor de aspartat acil ca agent tensioactivi în produsele de curățare a gospodăriei (de exemplu, șampoane, detergenți și paste de dinți).Ulterior, mulți cercetători au investigat sinteza și proprietățile fizico -chimice ale aminoacizilor acilici. Până în prezent, un mare corp de literatură a fost publicat pe sinteza, proprietățile, aplicațiile industriale și biodegradabilitatea AAS.
02 Proprietăți structurale
Lanțurile de acizi grași hidrofobi non-polari din AAS pot varia în structură, lungimea lanțului și numărul.Diversitatea structurală și activitatea de suprafață ridicată a AAS explică diversitatea lor compozițională largă și proprietățile fizico -chimice și biologice. Grupurile de cap de AAS sunt compuse din aminoacizi sau peptide. Diferențele din grupurile de cap determină adsorbția, agregarea și activitatea biologică a acestor surfactanți. Grupurile funcționale din grupul de cap determină apoi tipul de AAS, inclusiv cationic, anionic, neionic și amfoteric. Combinația de aminoacizi hidrofili și porțiuni hidrofobe cu lanț lung formează o structură amfifilică care face ca molecula să fie extrem de activă. În plus, prezența atomilor de carbon asimetrici în moleculă ajută la formarea moleculelor chirale.
03 Compoziție chimică
Toate peptidele și polipeptidele sunt produsele de polimerizare ale acestor aproape 20 α-aminoacizi α-proteinogeni. Toți cei 20 de aminoacizi α conțin o grupă funcțională a acidului carboxilic (-COOH) și un grup funcțional amino (-NH 2), ambele atașate la același atom de carbon tetraedric. Aminoacizii diferă unul de celălalt de diferitele grupuri R atașate la α-carbon (cu excepția lycinei, unde grupul R este hidrogen.) Grupurile R pot diferi în structură, dimensiune și sarcină (aciditate, alcalinitate). Aceste diferențe determină, de asemenea, solubilitatea aminoacizilor în apă.
Aminoacizii sunt chirali (cu excepția glicinei) și sunt activi optic prin natură, deoarece au patru substituenți diferiți legați de carbonul alfa. Aminoacizii au două conformații posibile; Sunt imagini oglindă care nu se suprapun unul cu celălalt, în ciuda faptului că numărul de L-stereoizomeri este semnificativ mai mare. Grupul R prezent în unii aminoacizi (fenilalanină, tirozină și triptofan) este aril, ceea ce duce la o absorbție maximă UV la 280 nm. Α-COOH acid și α-NH 2 de bază în aminoacizi sunt capabili de ionizare și ambii stereoizomeri, indiferent de acestea, construiesc echilibrul de ionizare prezentat mai jos.
R-COOH ↔R-COO－＋ h＋
R-NH3＋↔r-nh2＋ h＋
Așa cum se arată în echilibrul de ionizare de mai sus, aminoacizii conțin cel puțin două grupuri slab acide; Cu toate acestea, grupa carboxil este mult mai acidă în comparație cu grupa amino protonată. PH 7,4, grupa carboxil este deprotonată în timp ce grupul amino este protonat. Aminoacizii cu grupuri R neionizabile sunt neutri electric la acest pH și formează zwitterion.
04 Clasificare
AAS poate fi clasificat în funcție de patru criterii, care sunt descrise mai jos la rândul său.
4.1 Conform originii
| Conform originii, AAS poate fi împărțit în 2 categorii după cum urmează. Categorie naturală Unii compuși care conțin în mod natural care conțin aminoacizi au, de asemenea, capacitatea de a reduce tensiunea de suprafață/interfațială, iar alții depășesc chiar eficacitatea glicolipidelor. Aceste AA -uri sunt cunoscute și sub denumirea de lipopeptide. Lipopeptidele sunt compuși cu greutate moleculară mică, produs de obicei de speciile Bacillus.
Astfel de AA -uri sunt împărțite în continuare în 3 subclase:Surfactină, Iturin și Fengycin.
|
| Familia peptidelor active de suprafață cuprinde variante de heptapeptidă ale unei varietăți de substanțe,Așa cum se arată în figura 2a, în care un lanț de acid gras β-hidroxi C12-C16 este legat de peptidă. Peptida activă de suprafață este o lactonă macrociclică în care inelul este închis prin cataliză între terminalul C al acidului gras β-hidroxi și peptidei. În subclasa iturinului, există șase variante principale, și anume Iturin A și C, micosubtilină și bacilomicină D, F și L.În toate cazurile, heptapeptidele sunt legate de lanțurile C14-C17 ale acizilor grași β-amino (lanțurile pot fi diverse). În cazul ekurimicinelor, grupul amino din poziția β poate forma o legătură amidă cu terminalul C formând astfel o structură lactam macrociclică.
Subclasa Fengycin conține fengycin A și B, care se mai numește plipastatină atunci când Tyr9 este configurat D.Decapeptida este legată de un lanț de acizi grași β -hidroxi saturați sau nesaturați. Din punct de vedere structural, plipastatina este, de asemenea, o lactonă macrociclică, care conține un lanț lateral Tyr la poziția 3 a secvenței peptidelor și formând o legătură ester cu reziduul C-terminal, formând astfel o structură internă a inelului (așa cum este cazul multor pseudomonas lipopeptide).
Categorie sintetică AAS poate fi, de asemenea, sintetizat folosind oricare dintre aminoacizii acide, de bază și neutri. Aminoacizii obișnuiți folosiți pentru sinteza AAS sunt acid glutamic, serină, prolină, acid aspartic, glicină, arginină, alanină, leucină și hidrolizați proteici. Această subclasă de surfactanți poate fi preparată prin metode chimice, enzimatice și chimioenzimatice; Cu toate acestea, pentru producerea AAS, sinteza chimică este mai fezabilă din punct de vedere economic. Exemple obișnuite includ acidul N-Lauroil-L-glutamic și acidul N-Palmitoil-L-glutamic.
|
4.2 Pe baza substituenților lanțului alifatic
Pe baza substituenților lanțului alifatic, surfactanții pe bază de aminoacizi pot fi împărțiți în 2 tipuri.
În funcție de poziția substituentului
| ①n AAS-substituit În compușii substituiți cu N, un grup amino este înlocuit cu o grupare lipofilă sau o grupare carboxil, ceea ce duce la o pierdere de bazicitate. Cel mai simplu exemplu de AA-uri substituite N sunt aminoacizii N-acil, care sunt în esență surfactanți anionici. AA-uri substituite N au o legătură amidă atașată între porțiunile hidrofobe și hidrofile. Legătura de amidă are capacitatea de a forma o legătură de hidrogen, ceea ce facilitează degradarea acestui agent tensioactiv într -un mediu acid, ceea ce o face biodegradabilă.
②C AAS-substituit În compușii substituiți cu C, substituția are loc la grupa carboxil (printr-o legătură amidă sau ester). Compușii tipici substituiți cu C (de exemplu, esteri sau amide) sunt în esență surfactanți cationici.
③n- și C-substituit AAS În acest tip de agent tensioactiv, atât grupele amino cât și cele carboxilice sunt partea hidrofilă. Acest tip este în esență un agent tensioactiv amfoteric. |
4.3 în funcție de numărul de cozi hidrofobe
Pe baza numărului de grupuri de cap și a cozilor hidrofobe, AAS poate fi împărțit în patru grupuri. AAS cu lanț drept, gemeni (dimer) de tip AAS, glicerolipid de tip AAS și amfifilic bicefalic (BOLA) de tip AAS. Surfactanții cu lanț drept sunt surfactanți constând din aminoacizi cu o singură coadă hidrofobă (Figura 3). AA -urile de tip gemeni au două grupe polare de aminoacizi și două cozi hidrofobe pe moleculă (Figura 4). În acest tip de structură, cele două AA-uri cu lanț drept sunt legate între ele de un distanțier și, prin urmare, sunt numite și dimeri. În AAS glicerolipid, pe de altă parte, cele două cozi hidrofobe sunt atașate la aceeași grupă de cap de aminoacizi. Acești surfactanți pot fi considerați analogi ai monogliceridelor, digliceridelor și fosfolipidelor, în timp ce în AAS de tip BOLA, două grupuri de cap de aminoacizi sunt legate de o coadă hidrofobă.
4.4 în funcție de tipul grupului de cap
①Cationic AAS
Grupul principal al acestui tip de agent tensioactiv are o încărcare pozitivă. Primul AA -uri cationice este arginatul etilic cocoil, care este un carboxilat pirolidonă. Proprietățile unice și diverse ale acestui agent tensioactiv o fac utilă în dezinfectanți, agenți antimicrobieni, agenți antistatici, balsamuri de păr, precum și să fie blânde pe ochi și pe piele și ușor biodegradabile. Singare și Mhatre au sintetizat AA-urile cationice pe bază de arginină și au evaluat proprietățile lor fizico-chimice. În acest studiu, aceștia au revendicat randamente ridicate ale produselor obținute folosind condiții de reacție Schotten-Baumann. Odată cu creșterea lungimii lanțului alchil și a hidrofobicității, s -a constatat că activitatea de suprafață a surfactantului crește și concentrația critică de micelle (CMC) să scadă. Un altul este proteina acil cuaternară, care este utilizată în mod obișnuit ca balsam în produsele de îngrijire a părului.
②anionic aas
În surfactanții anionici, grupul polar al agentului tensioactiv are o încărcare negativă. Sarcozina (CH 3 -NH -CH 2 -COOH, N -metilglicină), un aminoacid care se găsește în mod obișnuit în arici de mare și stele de mare, este legat chimic de glicină (NH 2 -ch 2 -cooh,), un aminoacizi de bază care se găsește în celulele mamifere. -Cooh,) este legat chimic de glicină, care este un aminoacid de bază care se găsește în celulele mamifere. Acidul lauric, acidul tetradecanoic, acidul oleic și halogenurile și esterii lor sunt utilizați în mod obișnuit pentru a sintetiza tensioactivii sarcozinați. Sarcozinele sunt inerent ușoare și, prin urmare, sunt utilizate în mod obișnuit în spălările de gură, șampoanele, spumele de bărbierit spray, protecția solară, curățătorii pielii și alte produse cosmetice.
Alte AA-uri anionice disponibile în comerț includ Amisoft CS-22 și AmiliteGCK-12, care sunt nume comerciale pentru n-cocoil-l-glutamat și, respectiv, glicinatul N-cocoil de potasiu. Amilitul este utilizat în mod obișnuit ca agent de spumare, detergent, solubilizator, emulsionant și dispersant și are multe aplicații în produse cosmetice, cum ar fi șampoane, săpunuri de baie, spălări pentru corpuri, paste de dinți, curățători faciali, săpunuri de curățare, produse de curățare a lentilelor de contact și surfactante gospodărești. Amisoft este utilizat ca un produs de curățare a pielii și părului ușor, în principal în curățătorii faciali și de corp, detergenți sintetici bloc, produse de îngrijire a corpului, șampoane și alte produse de îngrijire a pielii.
③zwitterionic sau amfoteric
Surfactanții amfoterici conțin atât site -uri acide, cât și de bază și, prin urmare, își pot schimba sarcina schimbând valoarea pH -ului. În mediile alcaline se comportă ca surfactanții anionici, în timp ce în medii acide se comportă ca surfactanți cationici și în medii neutre precum surfactanții amfoterici. Lisina Lauryl (LL) și alcoxi (2-hidroxipropil) arginină sunt singurele tensioactivi amfoterici cunoscuți pe baza aminoacizilor. LL este un produs de condensare al lizinei și acidului lauric. Datorită structurii sale amfoterice, LL este insolubilă în aproape toate tipurile de solvenți, cu excepția solvenților foarte alcalini sau acide. Ca pulbere organică, LL are o aderență excelentă la suprafețele hidrofile și un coeficient scăzut de frecare, oferind acestui agent tensioactiv o capacitate excelentă de lubrifiere. LL este utilizat pe scară largă în creme de piele și balsamuri de păr și este, de asemenea, utilizat ca lubrifiant.
④nonionic aas
Surfactanții neionici sunt caracterizați de grupuri de cap polar fără acuzații formale. Opt noi tensioactivi neionici etoxilați au fost preparați de Al-Sabagh și colab. din α-aminoacizi solubili în ulei. În acest proces, L-fenilalanina (LEP) și L-leucina au fost esterificate pentru prima dată cu hexadecanol, urmată de amidarea cu acid palmitic pentru a da două amide și doi esteri de α-aminoacizi. Amidele și esterii au suferit apoi reacții de condensare cu oxid de etilen pentru a pregăti trei derivați de fenilalanină cu un număr diferit de unități de polioxietilenă (40, 60 și 100). S -a constatat că aceste AA -uri neionice au proprietăți bune de detergență și spumare.
05 Sinteză
5.1 Traseu sintetic de bază
În AAS, grupările hidrofobe pot fi atașate la siturile de amină sau acid carboxilic sau prin lanțurile laterale ale aminoacizilor. Pe baza acestui lucru, sunt disponibile patru rute sintetice de bază, așa cum se arată în figura 5.
Fig.5 Căi fundamentale de sinteză a agenților tensioactivi pe bază de aminoacizi
| Calea 1. Amifilic ester aminele sunt produse prin reacții de esterificare, caz în care sinteza agentului tensioactiv este de obicei obținută prin refluxarea alcoolilor grași și aminoacizilor în prezența unui agent deshidratant și a unui catalizator acid. În unele reacții, acidul sulfuric acționează atât ca un catalizator, cât și ca agent de deshidratare.
Calea 2. Aminoacizii activi reacționează cu alchilaminele pentru a forma legături amide, ceea ce duce la sinteza amidoaminelor amfifilice.
Calea 3. Acizii amido sunt sintetizați prin reacția grupelor amine de aminoacizi cu acizi amido.
Calea 4. Aminoacizii alchil cu lanț lung au fost sintetizați prin reacția grupărilor amine cu haloalkani. |
5.2 Progrese în sinteză și producție
5.2.1 Sinteza surfactanților cu aminoacizi/peptide cu un singur lanț
N-acizii N-acil sau O-acil sau peptide pot fi sintetizate prin acilarea catalizată de enzimă a aminei sau a grupărilor hidroxil cu acizii grași. Cel mai timpuriu raport privind sinteza catalizată de lipază fără solvent al amidei de aminoacizi sau derivați ai esterului metilic a folosit Candida Antarctica, cu randamente cuprinse între 25% și 90% în funcție de aminoacizii țintă. Metil etil cetona a fost, de asemenea, utilizată ca solvent în unele reacții. Vonderhagen și colab. De asemenea, au descris reacții de acizi de n-acizi catalizați de lipază și protează, hidrolizați de proteine și/sau derivații lor folosind un amestec de apă și solvenți organici (de exemplu, dimetilformamidă/apă) și metil butil cetonă.
În primele zile, principala problemă cu sinteza catalizată de enzimă a AAS a fost randamentele scăzute. Conform Valivety și colab. Randamentul derivatelor de aminoacizi N-tetradecanil a fost de doar 2% -10% chiar și după utilizarea diferitelor lipaze și incubarea la 70 ° C timp de mai multe zile. Montet și colab. De asemenea, a întâmpinat probleme cu privire la randamentul scăzut de aminoacizi în sinteza n-acilului lizină folosind acizi grași și uleiuri vegetale. Potrivit acestora, randamentul maxim al produsului a fost de 19% în condiții fără solvent și folosind solvenți organici. Aceeași problemă a fost întâmpinată de Valivety și colab. În sinteza derivatelor de ester metilic N-CBZ-L-lizină sau N-CBZ-lizină.
În acest studiu, aceștia au susținut că randamentul de 3-O-tetradecanoil-L-serină a fost de 80% atunci când au utilizat serina protejată de N ca substrat și Novozyme 435 ca catalizator într-un mediu fără solvent topit. Nagao și Kito au studiat O-acilarea L-serinei, L-homoserinei, L-threoninei și L-tirozinei (LET) atunci când au utilizat lipaza rezultatele reacției (lipaza a fost obținută de Candida cilindracea și Rhizopus Delemar în mediu tampon apos) și au raportat că randamentele de acilare a L-homoserine de l-threonină și let s-a produs.
Mulți cercetători au susținut utilizarea substraturilor ieftine și ușor disponibile pentru sinteza AAS rentabilă. Soo și colab. a susținut că prepararea agentului de tensioactivi pe bază de ulei de palmier funcționează cel mai bine cu lipoenzima imobilizată. Ei au remarcat că randamentul produselor ar fi mai bun în ciuda reacției consumatoare de timp (6 zile). Gerova și colab. a investigat sinteza și activitatea de suprafață a N-palmitoilului chiral AAS bazată pe metionină, prolină, leucină, treonină, fenilalanină și fenilglicină într-un amestec ciclic/racemic. Pang și Chu au descris sinteza monomerilor pe bază de aminoacizi și a monomerilor pe bază de acid dicarboxilic în soluție O serie de esteri funcționali și biodegradabili pe bază de aminoacizi au fost sintetizați prin reacții de codensare în soluție.
Cantaeuzenul și Guerreiro au raportat esterificarea grupărilor de acid carboxilic de BOC-ALA-OH și BOC-ASP-OH cu alcoolii alifatici cu lanț lung și dioli, cu diclorometan ca solvent și agaroză 4B (Sefarose 4B) ca catalizator. În acest studiu, reacția BOC-ALA-OH cu alcooli grași de până la 16 carboni a dat randamente bune (51%), în timp ce pentru BOC-ASP-OH 6 și 12 carboni au fost mai buni, cu un randament corespunzător de 63% [64]. 99,9%) cu randamente cuprinse între 58%și 76%, care au fost sintetizate prin formarea de legături amide cu diverse alchilamine cu lanț lung sau legături de ester cu alcool gras de CBZ-Arg-Ome, unde Papain a acționat ca un catalizator.
5.2.2 Sinteza surfactanților de aminoacizi/peptide pe bază de gemeni
Surfactanții gemeni pe bază de aminoacizi constau din două molecule AAS cu lanț drept, legate de cap unul la altul de către un grup distanțier. Există 2 scheme posibile pentru sinteza chimioenzimatică a tensioactivilor pe bază de aminoacizi de tip gemini (Figurile 6 și 7). În figura 6, 2 derivați de aminoacizi sunt reacționați cu compusul ca grup distanțier și apoi sunt introduse 2 grupuri hidrofobe. În figura 7, cele 2 structuri cu lanț drept sunt legate direct între ele de un grup distanțier bifuncțional.
Cea mai timpurie dezvoltare a sintezei catalizate de enzimă a lipoaminourilor gemeni a fost pionieră de Valivety și colab. Yoshimura și colab. a investigat sinteza, adsorbția și agregarea unui agent tensioactiv gemini pe bază de aminoacizi bazat pe cistină și bromură de n-alchil. Surfactanții sintetizați au fost comparați cu surfactanții monomerici corespunzători. Faustino și colab. a descris sinteza AA-urilor monomerice bazate pe uree anionice bazate pe l-cistină, d-cistină, dl-cistină, l-cisteină, L-metionină și L-sulfoalanină și perechile lor de gemini prin intermediul conductivității, tensiunea de suprafață a echilibrului și caracterizarea fluorescenței în condiții de constanță a acestora. S -a arătat că valoarea CMC a Gemeni a fost mai mică prin compararea monomerului și a geminiilor.
Fig.6 Sinteza AA -urilor Gemeni folosind derivate AA și distanțier, urmată de introducerea grupului hidrofob
Fig.7 Sinteza AASS -ului Gemini folosind distanțier bifuncțional și AAS
5.2.3 Sinteza surfactanților de aminoacizi glicerolipid/peptide
Surfactanții cu aminoacizi de glicerolipid/peptidă sunt o nouă clasă de aminoacizi lipidici care sunt analogi structurali ai esteriilor mono- (sau di-) și fosfolipide glicerol, datorită structurii lor de una sau două lanțuri grase cu un aminoacizi legați de backbona glicerolului printr-o legătură ester. Sinteza acestor surfactanți începe cu prepararea esteriilor glicerolului de aminoacizi la temperaturi ridicate și în prezența unui catalizator acid (de exemplu, BF 3). Sinteza catalizată de enzimă (folosind hidrolaze, proteaze și lipaze ca catalizatori) este, de asemenea, o opțiune bună (figura 8).
S-a raportat sinteza catalizată de enzimă a conjugatelor gliceride de arginină dilaută folosind papaina. De asemenea, a fost raportată sinteza conjugatelor de ester de diacilglicerol din acetilarginină și evaluarea proprietăților lor fizico -chimice.
Fig.8 Sinteza conjugatelor mono și diacilglicerol aminoacizii
distanțier: nh- (cap2)10-Nh: compoundB1
Spacer: NH-C6H4-Nh: compusb2
distanțier: cap2-CH2: compusb3
Fig.
5.2.4 Sinteza surfactanților de aminoacizi/peptide pe bază de BOLA
Amfifilile de tip BOLA pe bază de aminoacizi conțin 2 aminoacizi care sunt legați de același lanț hidrofob. Franceschi și colab. a descris sinteza amfifilelor de tip BOLA cu 2 aminoacizi (D- sau L-alanină sau L-histidină) și 1 lanț alchil de lungimi diferite și a investigat activitatea lor de suprafață. Ei discută despre sinteza și agregarea noilor amfifile de tip BOLA cu o fracție de aminoacizi (folosind fie un β-aminoacizi β neobișnuit, fie un alcool) și un grup distanțier C12 -C20. Aminoacizii β-neobișnuiți folosiți pot fi un aminoacid de zahăr, un aminoacizi derivat de azidotimină (AZT), un aminoacid norbornic și un aminocoli derivat din AZT (Figura 9). Sinteza amfifilelor de tip BOLA simetrice derivate din Tris (hidroximetil) aminometan (Tris) (Figura 9).
06 Proprietăți fizico -chimice
Este cunoscut faptul că surfactanții pe bază de aminoacizi (AAS) sunt de natură diversă și versatilă și au o aplicabilitate bună în multe aplicații, cum ar fi solubilizarea bună, proprietățile bune de emulsionare, eficiența ridicată, performanța ridicată a suprafeței și rezistența bună la apa tare (toleranța ionică de calciu).
Pe baza proprietăților tensioactive ale aminoacizilor (de exemplu, tensiunea de suprafață, CMC, comportamentul de fază și temperatura krafft), au fost atinse următoarele concluzii după studii ample - activitatea de suprafață a AAS este superioară celei a omologului său de tensioactiv convențional.
6.1 Concentrația critică de micelle (CMC)
Concentrația critică de micelle este unul dintre parametrii importanți ai tensioactivilor și guvernează multe proprietăți active de suprafață, cum ar fi solubilizarea, liza celulară și interacțiunea acesteia cu biofilmele, etc. În general, creșterea lungimii lanțului cozii de hidrocarburi (creșterea hidrofobicității) duce la o scădere a valorii CMC a soluției de agent surfactant, crescând astfel activitatea de suprafață. Surfactanții bazați pe aminoacizi au, de obicei, valori CMC mai mici în comparație cu agentul tensioactivi convenționali.
Prin diferite combinații de grupuri de cap și cozi hidrofobe (amidă mono-cationică, amidă bi-cationică, ester pe bază de amidă bi-cationică), Infante și colab. Sintetizați trei AAS pe bază de arginină și au studiat CMC și γCMC (tensiunea de suprafață la CMC), arătând că valorile CMC și γCMC au scăzut odată cu creșterea lungimii cozii hidrofobe. Într-un alt studiu, Singare și Mhatre au descoperit că CMC a surfactanților N-α-acalarginină a scăzut odată cu creșterea numărului de atomi de carbon de coadă hidrofobă (tabelul 1).
Yoshimura și colab. a investigat CMC de surfactanți gemeni pe bază de aminoacizi derivați de cisteină și a arătat că CMC a scăzut atunci când lungimea lanțului de carbon a lanțului hidrofob a fost crescută de la 10 la 12. Creșterea în continuare a lungimii lanțului de carbon la 14 a dus la o creștere a CMC, ceea ce a confirmat că surfactanții gemini cu lanț lung are o tendință mai mică la agregat.
Faustino și colab. a raportat formarea de micelele mixte în soluții apoase ale surfactanților din Gemeni anionici pe baza cistinei. Surfactanții Gemeni au fost, de asemenea, comparați cu surfactanții monomerici convenționali corespunzători (C 8 Cys). Valorile CMC ale amestecurilor lipidice-parfactante au fost raportate a fi mai mici decât cele ale tensioactivilor puști. Surfactanții gemeni și 1,2-diheptanail-SN-gliceril-3-fosfocolină, o fosfolipid solubilă în apă, care formează micelle, au avut CMC la nivel milimolar.
Shrestha și Aramaki au investigat formarea micelelor viscoelastice asemănătoare cu viermi în soluții apoase de agentul de tensioactivi anionici-noionici pe bază de aminoacizi mixți, în absența sărurilor de amestec. În acest studiu, s-a constatat că glutamatul N-dodecil are o temperatură mai mare a krafftului; Cu toate acestea, atunci când a fost neutralizat cu aminoacizii de bază L-lizină, a generat micelele și soluția a început să se comporte ca un fluid newtonian la 25 ° C.
6.2 Solubilitate bună cu apă
Solubilitatea bună a apei a AAS se datorează prezenței obligațiunilor co-NH suplimentare. Acest lucru face ca AAS să fie mai biodegradabil și mai ecologic decât tensioactivii convenționali corespunzători. Solubilitatea în apă a acidului N-acil-L-glutamic este și mai bună datorită celor 2 grupe carboxilice ale acestuia. Solubilitatea în apă a CN (CA) 2 este de asemenea bună, deoarece există 2 grupuri de arginină ionică în 1 moleculă, ceea ce duce la o adsorbție și difuzie mai eficientă la interfața celulară și chiar la o inhibare bacteriană eficientă la concentrații mai mici.
6,3 Temperatura Krafft și punctul Kraffft
Temperatura Krafft poate fi înțeleasă ca comportamentul specific de solubilitate al agentului tensioactivi a cărui solubilitate crește brusc peste o anumită temperatură. Surfactanții ionici au tendința de a genera hidrați solizi, care pot precipita din apă. La o anumită temperatură (așa-numita temperatură Krafft), se observă de obicei o creștere dramatică și discontinuă a solubilității tensioactivilor. Punctul kraffer al unui agent tensioactiv ionic este temperatura sa Krafft la CMC.
Această caracteristică de solubilitate este de obicei observată pentru surfactanții ionici și poate fi explicată după cum urmează: Solubilitatea monomerului fără agent tensioactiv este limitată sub temperatura Krafft până la atingerea punctului Krafft, unde solubilitatea sa crește treptat din cauza formării micellei. Pentru a asigura solubilitatea completă, este necesar să se pregătească formulările de agent tensioactiv la temperaturi deasupra punctului Krafft.
Temperatura Krafft a AAS a fost studiată și comparată cu cea a agentului tensioactivi sintetici convenționali.Shrestha și Aramaki au studiat temperatura Krafft a AAS pe bază de arginină și au constatat că concentrația critică de micelle a prezentat un comportament de agregare sub formă de pre-micele peste 2-5 × 10-6 mol-L-1, urmată de formarea normelelor normale (Ohta et al. N-hexadecanoyl AAS și a discutat despre relația dintre temperatura lor Krafft și reziduurile de aminoacizi.
În experimente, s-a constatat că temperatura KRAFFT a N-hexadecanoil AAS a crescut odată cu scăderea dimensiunii reziduurilor de aminoacizi (fenilalanina fiind o excepție), în timp ce căldura de solubilitate (absorbția de căldură) a crescut odată cu scăderea dimensiunii reziduurilor de aminoacizi (cu excepția excepției glicină și fenilalaninei). S-a ajuns la concluzia că atât în sistemele alaninei, cât și în cele fenilalanine, interacțiunea DL este mai puternică decât interacțiunea LL în forma solidă a sarei N-hexadecanoil AAS.
Brito și colab. a determinat temperatura Krafft a trei serii de noi surfactanți pe bază de aminoacizi folosind microcalorimetrie de scanare diferențială și a constatat că schimbarea ionului trifluoroacetat în ion de iodură a dus la o creștere semnificativă a temperaturii Krafft (aproximativ 6 ° C), de la 47 ° C la 53 ° C.. Prezența legăturilor cis-duble și nesaturarea prezentă în derivatele cu lanț lung au dus la o scădere semnificativă a temperaturii Krafft. S-a raportat că glutamatul N-dodecil are o temperatură mai mare de krafft. Cu toate acestea, neutralizarea cu aminoacizii de bază L-lizină a dus la formarea micelelor în soluție care s-a comportat ca lichidele newtoniene la 25 ° C.
6.4 Tensiune de suprafață
Tensiunea de suprafață a surfactanților este legată de lungimea lanțului părții hidrofobe. Zhang și colab. a determinat tensiunea de suprafață a glicinatului cocoil de sodiu prin metoda plăcii Wilhelmy (25 ± 0,2) ° C și a determinat valoarea de tensiune a suprafeței la CMC ca 33 mn -1, CMC ca 0,21 mmol -L -1. Yoshimura și colab. a determinat tensiunea de suprafață a 2C N Cys Type Tip Aminocid Tensiune de suprafață a Agenților activi de suprafață pe bază de 2C N Cys. S -a constatat că tensiunea de suprafață la CMC a scăzut odată cu creșterea lungimii lanțului (până la n = 8), în timp ce tendința a fost inversată pentru surfactanții cu n = 12 sau lungimi mai lungi ale lanțului.
De asemenea, a fost studiat efectul CAC1 2 asupra tensiunii de suprafață a tensioactivilor pe bază de aminoacizi dicarboxilați. În aceste studii, CAC1 2 a fost adăugat la soluții apoase de trei tensioactivi de tip aminoacizi dicarboxilați (C12 Malna 2, C12 AspNA 2 și C12 GLUNA 2). Valorile platoului după CMC au fost comparate și s -a constatat că tensiunea de suprafață a scăzut la concentrații foarte mici de CAC1 2. Acest lucru se datorează efectului ionilor de calciu asupra aranjamentului surfactantului la interfața gaz-apă. Tensiunile de suprafață ale sărurilor de N-dodecilaminomalonat și N-dodecilaspartat, pe de altă parte, au fost, de asemenea, aproape constante de până la 10 mmol-L -1 CAC1 2 concentrații. Peste 10 mmol -L -1, tensiunea de suprafață crește brusc, datorită formării unei precipitații a sării de calciu a surfactantului. Pentru sarea de disodiu a glutamatului N-dodecil, adăugarea moderată de CAC1 2 a dus la o scădere semnificativă a tensiunii suprafeței, în timp ce creșterea continuă a concentrației de CAC1 2 nu mai a provocat modificări semnificative.
Pentru a determina cinetica de adsorbție a AA-urilor de tip gemini la interfața gaz-apă, tensiunea dinamică a suprafeței a fost determinată folosind metoda maximă de presiune a bulelor. Rezultatele au arătat că pentru cel mai lung timp de testare, tensiunea de suprafață dinamică de 2C 12 CYS nu s -a schimbat. Scăderea tensiunii dinamice de suprafață depinde doar de concentrație, de lungimea cozilor hidrofobe și de numărul de cozi hidrofobe. Creșterea concentrației de agent tensioactiv, scăderea lungimii lanțului, precum și numărul de lanțuri au dus la o descompunere mai rapidă. Rezultatele obținute pentru concentrații mai mari de c n cys (n = 8 până la 12) s -au dovedit a fi foarte apropiate de γ CMC măsurate prin metoda Wilhelmy.
Într -un alt studiu, tensiunile dinamice de suprafață ale cistinei dilaurlului de sodiu (SDLC) și diecamino cistină de sodiu au fost determinate prin metoda plăcii Wilhelmy, iar în plus, tensiunile de suprafață ale echilibrului soluțiilor lor apoase au fost determinate prin metoda volumului de scădere. Reacția legăturilor disulfură a fost investigată în continuare prin alte metode. Adăugarea de mercaptoetanol la 0,1 mmol -L -1SDLC soluție a dus la o creștere rapidă a tensiunii de suprafață de la 34 mn -1 la 53 mn -1. Deoarece NaClo poate oxida legăturile disulfură ale SDLC la grupele de acid sulfonic, nu s -au observat agregate atunci când s -a adăugat NaClo (5 mmol -L -1) la soluția de 0,1 mmol -L -1 SDLC. Microscopia electronică de transmisie și rezultatele dinamice de împrăștiere a luminii au arătat că nu s -au format agregate în soluție. S -a constatat că tensiunea de suprafață a SDLC crește de la 34 mn -1 la 60 mn -1 pe o perioadă de 20 min.
6.5 Interacțiuni binare de suprafață
În științele vieții, o serie de grupuri au studiat proprietățile vibraționale ale amestecurilor de AA-uri cationice (diacilglicerol tensioactivi pe bază de arginină) și fosfolipide la interfața de apă pe gaz, concluzionând în sfârșit că această proprietate non-ideală provoacă prevalența interacțiunilor electrostatice.
6.6 Proprietăți de agregare
Răspândirea dinamică a luminii este frecvent utilizată pentru a determina proprietățile de agregare ale monomerilor pe bază de aminoacizi și ale surfactanților gemeni la concentrații peste CMC, obținând un diametru hidrodinamic aparent DH (= 2R H). Agregatele formate de C N Cys și 2CN Cys sunt relativ mari și au o distribuție la scară largă în comparație cu alți surfactanți. Toți tensioactivii, cu excepția 2C 12 Cys, formează de obicei agregate de aproximativ 10 nm. Mărimile micelelor de a tensioactivi Gemeni sunt semnificativ mai mari decât cele ale omologilor lor monomerici. O creștere a lungimii lanțului de hidrocarburi duce, de asemenea, la o creștere a dimensiunii micelelor. Ohta și colab. a descris proprietățile de agregare a trei stereoizomeri diferiți de tetrametilamoniu N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alaninei în soluție apoasă și au arătat că diastereoizomerii au aceeași concentrație de agregare critică în soluție apoasă. Iwahashi și colab. investigat prin dicroism circular, RMN și osmometria cu presiune a vaporilor, formarea agregatelor chirale a acidului N-dodecanoil-L-glutamic, N-dodecanoil-L-valină și esterii lor metilici în diferiți solvenți (cum ar fi tetrahidrofuran, acetonitril, 1,4-dioxan și 1,2-dicloroethan) cu rotativul, 1,4-dioxan și 1,2-dicloroethan)) Dicroism circular, RMN și osmometrie cu presiune a vaporilor.
6.7 Adsorbție interfațială
Adsorbția interfațială a tensioactivilor pe bază de aminoacizi și compararea sa cu omologul său convențional este, de asemenea, una dintre direcțiile de cercetare. De exemplu, au fost investigate proprietățile de adsorbție interfațială ale esteriilor dodecilici ai aminoacizilor aromatici obținuți din LET și LEP. Rezultatele au arătat că LET și LEP au prezentat zone interfațiale inferioare la interfața gaz-lichid și, respectiv, la interfața de apă/hexan.
Bordes și colab. a investigat comportamentul soluției și adsorbția la interfața gaz-apă a trei tensioactivi de aminoacizi dicarboxilați, sărurile disodice ale glutamatului dodecil, aspartatului dodecil și aminomalonatului (cu 3, 2 și 1 atomi de carbon între cele două grupe carboxilice). Conform acestui raport, CMC al surfactanților dicarboxilați a fost de 4-5 ori mai mare decât cel al sarei de dodecil glicină monocarboxilată. Acest lucru este atribuit formării legăturilor de hidrogen între surfactanții dicarboxilați și moleculele vecine prin grupările de amidă din ea.
6.8 Comportament în fază
Fazele cubice discontinue izotrope sunt observate pentru agentul tensioactivi la concentrații foarte mari. Moleculele tensioactive cu grupuri de cap foarte mari tind să formeze agregate de curbură pozitivă mai mică. Marques și colab. studied the phase behavior of the 12Lys12/12Ser and 8Lys8/16Ser systems (see Figure 10), and the results showed that the 12Lys12/12Ser system has a phase separation zone between the micellar and vesicular solution regions, while the 8Lys8/16Ser system The 8Lys8/16Ser system shows a continuous transition (elongated micellar phase region between the small micellar phase region and the vesicle phase regiune). Trebuie menționat că pentru regiunea veziculelor din sistemul 12lys12/12Ser, veziculele coexistă întotdeauna cu micelele, în timp ce regiunea veziculelor sistemului 8lys8/16Ser are doar vezicule.
Amestecuri catanionice ale surfactanților pe bază de lizină și serină: pereche simetrică 12lys12/12ser (stânga) și asimetrică 8lys8/16ser (dreapta)
6.9 Abilitatea de emulsionare
Kouchi și colab. a examinat capacitatea de emulsionare, tensiunea interfațială, dispersibilitatea și vâscozitatea N- [3-dodecil-2-hidroxipropil] -l-arginină, l-glutamat și alte AAS. În comparație cu surfactanții sintetici (omologii lor convenționali neionici și amfoterici), rezultatele au arătat că AA -urile au o capacitate de emulsionare mai puternică decât surfactanții convenționali.
Baczko și colab. Sintetizați noi tensioactivi de aminoacizi anionici și au investigat adecvarea acestora ca solvenți de spectroscopie RMN orientați la chiral. O serie de derivați L-phe sau L-ALA pe bază de sulfonat cu diferite cozi hidrofobe (pentil ~ tetradecil) au fost sintetizate prin reacționarea aminoacizilor cu anhidridă O-sulfobenzoic. Wu și colab. Săruri de sodiu sintetizate ale acilului N-grăsimi AAS șiau investigat capacitatea lor de emulsionare în emulsii de ulei în apă, iar rezultatele au arătat că acești surfactanți au avut performanțe mai bune cu acetat de etil ca faza de ulei decât cu N-hexan ca faza de ulei.
6.10 Progrese în sinteză și producție
Rezistența la apă tare poate fi înțeleasă ca capacitatea surfactanților de a rezista prezenței ionilor, cum ar fi calciul și magneziul în apă tare, adică capacitatea de a evita precipitațiile în săpunuri de calciu. Surfactanții cu rezistență ridicată la apă este foarte utilă pentru formulările de detergent și pentru produsele de îngrijire personală. Rezistența la apă tare poate fi evaluată prin calcularea modificării solubilității și a activității de suprafață a surfactantului în prezența ionilor de calciu.
Un alt mod de a evalua rezistența la apă tare este calcularea procentului sau a gramelor de agent tensioactiv necesar pentru săpunul de calciu format din 100 g de oleat de sodiu pentru a fi dispersat în apă. În zonele cu apă tare ridicată, concentrații mari de ioni de calciu și magneziu și conținut de minerale pot îngreuna unele aplicații practice. Adesea, ionul de sodiu este utilizat ca contra -ion al unui agent tensioactiv anionic sintetic. Deoarece ionul de calciu divalent este legat de ambele molecule de agent tensioactiv, acesta face ca agentul tensioactiv să se precipită mai ușor de la soluționarea detergenței mai puțin probabilă.
Studiul rezistenței la apă tare a AAS a arătat că rezistența acidului și a apei dure au fost puternic influențate de o grupare carboxilică suplimentară, iar rezistența acidului și a apei dure au crescut în continuare odată cu creșterea lungimii grupului distanțier între cele două grupări carboxil. Ordinea de rezistență a acidului și a apei dure a fost c 12 glicinată <c 12 aspartat <c 12 glutamat. Compararea legăturii de amidă dicarboxilată și, respectiv, agentul de siguranță amino dicarboxilat, s -a constatat că gama de pH a acestuia din urmă a fost mai largă și activitatea sa de suprafață a crescut odată cu adăugarea unei cantități adecvate de acid. Aminoacizii N-alchil dicarboxilați au arătat efect de chelare în prezența ionilor de calciu și C 12 Aspartat format gel alb. C 12 glutamat a arătat o activitate ridicată de suprafață la o concentrație ridicată de Ca 2+ și este de așteptat să fie utilizat în desalinizarea apei de mare.
6.11 dispersibilitate
Dispozitivul se referă la capacitatea unui agent tensioactiv de a preveni coalescența și sedimentarea agentului tensioactiv în soluție.Dispozitivul este o proprietate importantă a agentului tensioactivi care îi face potriviți pentru utilizare în detergenți, produse cosmetice și produse farmaceutice.Un agent de dispersie trebuie să conțină o legătură ester, eter, amidă sau amino între grupul hidrofob și grupul hidrofil terminal (sau printre grupurile hidrofobe cu lanț drept).
În general, surfactanții anionici, cum ar fi alkanolamido sulfați și surfactanții amfoterici, cum ar fi amidosulfobetaine, sunt deosebit de eficienți ca agenții de dispersie pentru săpunurile de calciu.
Multe eforturi de cercetare au determinat dispersivitatea AAS, unde s-a constatat că lizina N-Lauroyl este slab compatibilă cu apa și dificil de utilizat pentru formulările cosmetice.În această serie, aminoacizii de bază substituiți de N-axil au o dispersie superbă și sunt folosiți în industria cosmetică pentru a îmbunătăți formulările.
07 Toxicitate
Surfactanții convenționali, în special surfactanții cationici, sunt foarte toxici pentru organismele acvatice. Toxicitatea lor acută se datorează fenomenului interacțiunii de adsorbție-ion de agent tensioactivi la interfața celulară-apă. Scăderea CMC a agentului tensioactivi duce de obicei la o adsorbție interfațială mai puternică a surfactanților, ceea ce duce de obicei la toxicitatea lor acută crescută. O creștere a lungimii lanțului hidrofob de agent tensioactivi duce, de asemenea, la o creștere a toxicității acute a acute.Majoritatea AA-urilor sunt scăzute sau non-toxice pentru oameni și mediu (în special pentru organismele marine) și sunt potrivite pentru a fi utilizate ca ingrediente alimentare, produse farmaceutice și produse cosmetice.Mulți cercetători au demonstrat că tensioactivii de aminoacizi sunt blânzi și care nu sunt iritante la piele. Se știe că surfactanții pe bază de arginină sunt mai puțin toxici decât omologii lor convenționali.
Brito și colab. au studiat proprietățile fizico-chimice și toxicologice ale amfifilelor pe bază de aminoacizi și ale lor [derivații de la tirozină (Tyr), hidroxiprolină (HYP), serină (SER) și lizină (Lys)] formarea spontană a veziculelor cationice și au dat date despre toxicitatea lor acută la Daphnia magna (IC 50). Au sintetizat veziculele cationice de bromură de dodeciltrimetilamoniu (DTAB)/Lys-derivate și/sau amestecuri derivate de serviciu și au testat ecotoxicitatea și potențialul hemolitic, arătând că toate AA-urile și amestecurile lor care conțin vezicule erau mai puțin toxice decât DTAB-ul convențional de surfactant.
Rosa și colab. a investigat legarea (asocierea) ADN-ului la veziculele cationice stabile pe bază de aminoacizi. Spre deosebire de surfactanții cationici convenționali, care par a fi adesea toxici, interacțiunea surfactanților din aminoacizi cationici pare a fi non-toxică. AA -urile cationice se bazează pe arginină, care formează spontan vezicule stabile în combinație cu anumiți tensioactivi anionici. Inhibitorii de coroziune pe bază de aminoacizi sunt, de asemenea, raportați a fi non-toxici. Acești surfactanți sunt ușor sintetizați cu puritate ridicată (până la 99%), costuri reduse, ușor biodegradabile și complet solubile în medii apoase. Mai multe studii au arătat că surfactanții cu aminoacizi care conțin sulf sunt superiori în inhibarea coroziunii.
Într -un studiu recent, Perinelli și colab. a raportat un profil toxicologic satisfăcător al ramnolipidelor în comparație cu agentul tensioactivi convenționali. Rhamnolipidele sunt cunoscute pentru a acționa ca îmbunătățitori de permeabilitate. De asemenea, au raportat efectul ramnolipidelor asupra permeabilității epiteliale a medicamentelor macromoleculare.
08 Activitate antimicrobiană
Activitatea antimicrobiană a surfactanților poate fi evaluată prin concentrația minimă de inhibiție. Activitatea antimicrobiană a surfactanților pe bază de arginină a fost studiată în detaliu. S-a constatat că bacteriile gram-negative sunt mai rezistente la surfactanți pe bază de arginină decât la bacteriile Gram-pozitive. Activitatea antimicrobiană a surfactanților este de obicei crescută prin prezența legăturilor hidroxil, ciclopropan sau nesaturate în lanțurile acilice. Castillo și colab. a arătat că lungimea lanțurilor acilice și sarcina pozitivă determină valoarea HLB (echilibrul hidrofil-lipofil) al moleculei, iar acestea au un efect asupra capacității lor de a perturba membranele. Esterul metilic-acalarginină Nα este o altă clasă importantă de surfactanți cationici cu activitate antimicrobiană cu spectru larg și este ușor biodegradabilă și are o toxicitate scăzută sau nu. Studii privind interacțiunea surfactanților pe bază de ester de metil-nα-acarginină metil cu 1,2-dipalmitoil-SN-propiltrioxil-3-fosforlcholină și 1,2-ditetradecanoil-SN-propiltrioxil-3-fosforylcholină, membranele modelului și cu organismele de viață în care se află prezența sau absența barierelor externe, au prezentat acest lucru în cadrul clasicului de surfing în ceea ce privește prestabilirea sau cu absența barierelor externe Rezultatele antimicrobiene bune au arătat că surfactanții au o activitate antibacteriană bună.
09 Proprietăți reologice
Proprietățile reologice ale agenților tensioactivi joacă un rol foarte important în determinarea și prezicerea aplicațiilor lor în diferite industrii, inclusiv produse alimentare, produse farmaceutice, extracție de ulei, îngrijire personală și produse de îngrijire la domiciliu. Multe studii au fost efectuate pentru a discuta relația dintre viscoelasticitatea tensioactivilor de aminoacizi și CMC.
10 aplicații în industria cosmetică
AA -urile sunt utilizate în formularea multor produse de îngrijire personală.Glicinatul de potasiu n-cocoil se dovedește a fi blând pe piele și este utilizat în curățarea facială pentru a îndepărta nămolul și machiajul. Acidul n-acil-L-glutamic are două grupe carboxilice, ceea ce îl face mai solubil în apă. Printre aceste AA -uri, AA -urile bazate pe acizii grași C 12 sunt utilizate pe scară largă în curățarea facială pentru a îndepărta nămolul și machiajul. AAS cu un lanț C 18 sunt utilizate ca emulgatori în produsele de îngrijire a pielii, iar sărurile alaninei n-laurl sunt cunoscute pentru a crea spume cremoase care nu sunt iritante pentru piele și, prin urmare, pot fi utilizate în formularea produselor de îngrijire a bebelușilor. AA-urile bazate pe N-Lauryl utilizate în pasta de dinți au detergență bună similară cu săpunul și eficacitatea puternică de inhibare a enzimelor.
În ultimele decenii, alegerea surfactanților pentru produse cosmetice, produse de îngrijire personală și produse farmaceutice s -a concentrat pe toxicitate scăzută, blândețe, blândețe la atingere și siguranță. Consumatorii acestor produse sunt acut conștienți de potențialul iritare, toxicitate și factori de mediu.
Astăzi, AA -urile sunt folosite pentru a formula multe șampoane, coloranți pentru păr și săpunuri de baie, datorită numeroaselor avantaje față de omologii lor tradiționali din produsele cosmetice și de îngrijire personală.Surfactanții pe bază de proteine au proprietăți dezirabile necesare produselor de îngrijire personală. Unele AA-uri au capacități de formare a filmului, în timp ce altele au capacități de spumare bune.
Aminoacizii sunt importanți factori de hidratare care apar în mod natural în stratul corneum. Când celulele epidermice mor, ele devin parte a stratului corneum și proteinele intracelulare sunt treptat degradate de aminoacizi. Acești aminoacizi sunt apoi transportați mai departe în stratul corneum, unde absorb substanțe de grăsime sau grăsimi în stratul epidermic corneum, îmbunătățind astfel elasticitatea suprafeței pielii. Aproximativ 50% din factorul hidratant natural al pielii este compus din aminoacizi și pirolidonă.
Colagenul, un ingredient cosmetic comun, conține, de asemenea, aminoacizi care mențin pielea moale.Problemele pielii, cum ar fi rugozitatea și plictisirea se datorează în mare parte lipsei de aminoacizi. Un studiu a arătat că amestecarea unui aminoacid cu un unguent ușurat arsuri ale pielii, iar zonele afectate s -au întors la starea lor normală, fără a deveni cicatrici keloide.
De asemenea, s -a constatat că aminoacizii sunt foarte utili în îngrijirea cuticulelor deteriorate.Părul uscat, fără formă, poate indica o scădere a concentrației de aminoacizi într -un strat corneum grav deteriorat. Aminoacizii au capacitatea de a pătrunde în cuticula în axul părului și de a absorbi umiditatea de pe piele.Această abilitate a agentului de tensioactivi pe bază de aminoacizi îi face foarte utile în șampoane, coloranți pentru păr, îndulcitori de păr, balsamuri de păr și prezența aminoacizilor face părul puternic.
11 Aplicații în cosmetice cosmetice de zi cu zi
În prezent, există o cerere din ce în ce mai mare de formulări de detergent pe bază de aminoacizi la nivel mondial.Se știe că AA -urile au o mai bună capacitate de curățare, capacitate de spumare și proprietăți de înmuiere a țesăturilor, ceea ce le face potrivite pentru detergenți de uz casnic, șampoane, spălări pentru corp și alte aplicații.Se raportează că un amfoteric derivat din acid aspartic este un detergent extrem de eficient cu proprietăți de chelare. S-a constatat că utilizarea ingredientelor de detergent constând din acizi N-alchil-β-aminoetoxi reduce iritarea pielii. S-a raportat că o formulare de detergent lichid formată din N-cocoil-β-aminopropionat este un detergent eficient pentru petele de ulei pe suprafețele metalice. S-a dovedit că un agent de acid aminocarboxilic, C 14 Chohch 2 NHCH 2 Coona, are detergență mai bună și este utilizat pentru curățarea textilelor, covoarelor, părului, sticlei, etc.
Prepararea formulărilor de detergent bazate pe N- (lanț n'-lanț acil-β-alanil) -β-alaninei a fost raportată de Keigo și Tatsuya în brevetul lor pentru o mai bună capacitate de spălare și stabilitate, ruperea ușoară a spumei și o înmuiere bună a țesăturilor. KAO a dezvoltat o formulare de detergent bazată pe N-acil-1 -n-hidroxi-β-alanină și a raportat iritații scăzute ale pielii, rezistență ridicată la apă și putere ridicată de îndepărtare a petelor.
Compania japoneză Ajinomoto folosește AA-uri cu toxic scăzut și ușor degradabil pe baza acidului L-glutamic, L-argininei și L-lizinei ca ingrediente principale în șampoane, detergenți și produse cosmetice (Figura 13). A fost, de asemenea, raportată capacitatea aditivilor enzimatici în formulările de detergent de a elimina combaterea proteinelor. N-acil AAS derivat din acid glutamic, alanină, metilglicină, serină și acid aspartic au fost raportate pentru utilizarea lor ca detergenți lichizi excelenți în soluții apoase. Acești surfactanți nu cresc deloc vâscozitatea, chiar și la temperaturi foarte scăzute și pot fi transferate cu ușurință de pe vasul de depozitare al dispozitivului de spumare pentru a obține spume omogene.
Timpul post: 09-2022 iunie