Bu Məqalə üçün Mündəricat:
1. Amin turşularının inkişafı
2. Struktur xassələri
3. Kimyəvi tərkibi
4. Təsnifat
5. Sintez
6. Fiziki-kimyəvi xassələri
7. Toksiklik
8. Antimikrobiyal fəaliyyət
9. Reoloji xassələri
10. Kosmetika sənayesində tətbiqlər
11. Gündəlik kosmetikada tətbiqlər
Amin turşusu səthi aktiv maddələr (AAS)hidrofobik qrupları bir və ya bir neçə amin turşusu ilə birləşdirərək əmələ gələn səthi aktiv maddələr sinfidir. Bu halda, amin turşuları sintetik və ya protein hidrolizatlarından və ya oxşar bərpa olunan mənbələrdən əldə edilə bilər. Bu yazı AAS üçün mövcud olan sintetik marşrutların əksəriyyətinin təfərrüatlarını və müxtəlif marşrutların həllolma, dispersiya sabitliyi, toksiklik və bioloji parçalanma da daxil olmaqla son məhsulların fiziki-kimyəvi xassələrinə təsirini əhatə edir. Artan tələbatda olan səthi aktiv maddələr sinfi olaraq, dəyişkən quruluşuna görə AAS-nin çox yönlü olması çoxlu sayda kommersiya imkanları təklif edir.
Səthi aktiv maddələrin yuyucu vasitələrdə, emulqatorlarda, korroziya inhibitorlarında, üçüncü dərəcəli neftin bərpasında və əczaçılıqda geniş istifadə olunduğunu nəzərə alsaq, tədqiqatçılar səthi aktiv maddələrə diqqət yetirməkdən heç vaxt əl çəkmirlər.
Səthi aktiv maddələr bütün dünyada gündəlik olaraq böyük miqdarda istehlak edilən və su mühitinə mənfi təsir göstərən ən təmsil olunan kimyəvi məhsullardır.Tədqiqatlar göstərdi ki, ənənəvi səthi aktiv maddələrdən geniş istifadə ətraf mühitə mənfi təsir göstərə bilər.
Bu gün qeyri-toksiklik, bioloji parçalanma və biouyğunluq demək olar ki, istehlakçılar üçün səthi aktiv maddələrin faydalılığı və performansı qədər vacibdir.
Biosurfaktantlar təbii olaraq bakteriya, göbələklər və maya kimi mikroorqanizmlər tərəfindən sintez edilən və ya hüceyrədənkənar ifraz olunan ekoloji cəhətdən təmiz davamlı səthi aktiv maddələrdir.Buna görə də, biosurfaktantlar fosfolipidlər, alkil qlikozidlər və asil amin turşuları kimi təbii amfifil strukturları təqlid etmək üçün molekulyar dizaynla da hazırlana bilər.
Amin turşusu səthi aktiv maddələr (AAS)adətən heyvan və ya kənd təsərrüfatında əldə edilən xammaldan istehsal olunan tipik səthi aktiv maddələrdən biridir. Son iki onillikdə AAS yalnız bərpa olunan mənbələrdən sintez oluna bildiyinə görə deyil, həm də AAS asanlıqla parçalana bildiyinə və zərərsiz əlavə məhsullara malik olduğu üçün onları yeni səthi aktiv maddələr kimi alimlərin böyük marağına səbəb olub. mühit.
AAS, tərkibində Amin Turşu qrupları (HO 2 C-CHR-NH 2) və ya Amin Turşu qalıqları (HO 2 C-CHR-NH-) olan Amin Turşularından ibarət səthi aktiv maddələr sinfi kimi müəyyən edilə bilər. Amin turşularının 2 funksional bölgəsi geniş çeşiddə səthi aktiv maddələrin alınmasına imkan verir. Təbiətdə cəmi 20 standart Proteinogen amin turşusunun mövcud olduğu məlumdur və böyümə və həyat fəaliyyətlərindəki bütün fizioloji reaksiyalara cavabdehdir. Onlar bir-birindən yalnız R qalığına görə fərqlənirlər (Şəkil 1, pk a məhlulun turşu dissosiasiya sabitinin mənfi loqarifmidir). Bəziləri qeyri-qütblü və hidrofobik, bəziləri qütblü və hidrofilik, bəziləri əsas, bəziləri isə turşudur.
Amin turşuları bərpa olunan birləşmələr olduğundan, amin turşularından sintez edilən səthi aktiv maddələr də davamlı və ekoloji cəhətdən təmiz olmaq üçün yüksək potensiala malikdir. Sadə və təbii quruluş, aşağı toksiklik və sürətli bioloji parçalanma onları çox vaxt adi səthi aktiv maddələrdən üstün edir. Bərpa olunan xammaldan (məsələn, Amin Turşuları və bitki yağları) istifadə edərək, AAS müxtəlif biotexnoloji və kimyəvi yollarla istehsal oluna bilər.
20-ci əsrin əvvəllərində amin turşularının səthi aktiv maddələrin sintezi üçün substrat kimi istifadə olunduğu ilk dəfə aşkar edilmişdir.AAS əsasən əczaçılıq və kosmetik formulalarda konservantlar kimi istifadə edilmişdir.Bundan əlavə, AAS müxtəlif xəstəliklərə səbəb olan bakteriyalara, şişlərə və viruslara qarşı bioloji aktiv olduğu aşkar edilmişdir. 1988-ci ildə aşağı qiymətli AAS-ın mövcudluğu yerüstü fəaliyyətə tədqiqat marağı yaratdı. Bu gün biotexnologiyanın inkişafı ilə bəzi Amin Turşuları da maya tərəfindən geniş miqyasda ticari olaraq sintez oluna bilir ki, bu da dolayı yolla AAS istehsalının daha ekoloji cəhətdən təmiz olduğunu sübut edir.
01 Amin turşularının inkişafı
Hələ 19-cu əsrin əvvəllərində, təbii olaraq meydana gələn Amin Turşuları ilk dəfə kəşf edildikdə, onların strukturlarının son dərəcə qiymətli - amfifillərin hazırlanması üçün xammal kimi istifadə oluna biləcəyi proqnozlaşdırılırdı. AAS sintezi ilə bağlı ilk araşdırma 1909-cu ildə Bondi tərəfindən bildirildi.
Həmin tədqiqatda N-asilglisin və N-asilalanin səthi aktiv maddələr üçün hidrofilik qruplar kimi təqdim edilmişdir. Sonrakı iş glisin və alanin istifadə edərək lipoamino turşularının (AAS) sintezini əhatə etdi və Hentrich et al. bir sıra tapıntılar dərc etdi,asil sarkosinat və asil aspartat duzlarının məişət təmizləyici məhsullarda (məsələn, şampunlar, yuyucu vasitələr və diş pastaları) səthi aktiv maddələr kimi istifadəsinə dair ilk patent müraciəti də daxil olmaqla.Sonradan bir çox tədqiqatçılar asil amin turşularının sintezini və fiziki-kimyəvi xassələrini araşdırdılar. Bu günə qədər AAS-nin sintezi, xassələri, sənaye tətbiqləri və bioloji parçalanma qabiliyyətinə dair çoxlu ədəbiyyat nəşr edilmişdir.
02 Struktur xüsusiyyətləri
AAS-nin qeyri-qütblü hidrofobik yağ turşusu zəncirləri struktur, zəncir uzunluğu və sayı ilə fərqlənə bilər.AAS-nin struktur müxtəlifliyi və yüksək səth aktivliyi onların geniş tərkib müxtəlifliyini və fiziki-kimyəvi və bioloji xüsusiyyətlərini izah edir. AAS-nin baş qrupları amin turşuları və ya peptidlərdən ibarətdir. Baş qruplardakı fərqlər bu səthi aktiv maddələrin adsorbsiyasını, aqreqasiyasını və bioloji aktivliyini müəyyən edir. Baş qrupdakı funksional qruplar daha sonra katyonik, anionik, qeyri-ionik və amfoter daxil olmaqla AAS növünü müəyyənləşdirir. Hidrofilik amin turşularının və hidrofobik uzun zəncirli hissələrin birləşməsi amfifilik bir quruluş meydana gətirir ki, bu da molekulu yüksək dərəcədə səthi aktivləşdirir. Bundan əlavə, molekulda asimmetrik karbon atomlarının olması şiral molekulların əmələ gəlməsinə kömək edir.
03 Kimyəvi tərkibi
Bütün peptidlər və polipeptidlər bu 20-yə yaxın α-proteinogen α-amin turşusunun polimerləşmə məhsullarıdır. 20 α-amin turşusunun hamısı eyni tetraedral α-karbon atomuna birləşmiş karboksilik turşu funksional qrupu (-COOH) və amin funksional qrupu (-NH 2) ehtiva edir. Amin turşuları bir-birindən α-karbonda birləşən müxtəlif R qrupları ilə fərqlənir (R qrupunun hidrogen olduğu lisin istisna olmaqla.) R qrupları struktur, ölçü və yük (turşuluq, qələvilik) ilə fərqlənə bilər. Bu fərqlər amin turşularının suda həllolma qabiliyyətini də müəyyən edir.
Amin turşuları şiraldır (qlisin istisna olmaqla) və alfa karbonla əlaqəli dörd müxtəlif əvəzediciyə malik olduqları üçün təbiətcə optik cəhətdən aktivdirlər. Amin turşularının iki mümkün konformasiyası var; L-stereoizomerlərin sayının əhəmiyyətli dərəcədə çox olmasına baxmayaraq, onlar bir-birinin üst-üstə düşməyən güzgü şəkilləridir. Bəzi amin turşularında (Fenilalanin, tirozin və triptofan) mövcud olan R-qrupu arildir və 280 nm-də maksimum UV absorbsiyasına səbəb olur. Amin turşularındakı turşu α-COOH və əsas α-NH 2 ionlaşma qabiliyyətinə malikdir və hər iki stereoizomer, hansı olmasından asılı olmayaraq, aşağıda göstərilən ionlaşma tarazlığını qurur.
R-COOH ↔R-COO-＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Yuxarıdakı ionlaşma tarazlığında göstərildiyi kimi, amin turşuları ən azı iki zəif turşulu qrupdan ibarətdir; lakin karboksil qrupu protonlanmış amin qrupu ilə müqayisədə daha turşudur. pH 7.4, karboksil qrupu deprotonasiya edilir, amin qrupu isə protonlaşdırılır. İonlaşmayan R qrupları olan amin turşuları bu pH-da elektrik cəhətdən neytraldır və zvitterion əmələ gətirir.
04 Təsnifat
AAS aşağıda öz növbəsində təsvir olunan dörd meyara görə təsnif edilə bilər.
4.1 Mənşəyinə görə
| Mənşəyinə görə AAS-ı aşağıdakı kimi 2 kateqoriyaya bölmək olar. ① Təbii Kateqoriya Tərkibində amin turşuları olan bəzi təbii birləşmələr səthi/interfasial gərginliyi azaltmaq qabiliyyətinə malikdir və bəziləri hətta qlikolipidlərin effektivliyini üstələyir. Bu AAS həm də lipopeptidlər kimi tanınır. Lipopeptidlər adətən Bacillus növləri tərəfindən istehsal olunan aşağı molekulyar ağırlıqlı birləşmələrdir.
Belə AAS daha 3 alt sinifə bölünür:surfaktin, iturin və fengycin.
|
| Səthi aktiv peptidlər ailəsi müxtəlif maddələrin heptapeptid variantlarını,C12-C16 doymamış β-hidroksi yağ turşusu zəncirinin peptidlə əlaqəli olduğu Şəkil 2a-da göstərildiyi kimi. Səthi aktiv peptid makrosiklik laktondur, burada halqa β-hidroksi yağ turşusunun C-terminusu ilə peptid arasında kataliz yolu ilə bağlanır. İturinin alt sinfində altı əsas variant var, yəni iturin A və C, mikosubtilin və basillomisin D, F və L.Bütün hallarda heptapeptidlər β-amino yağ turşularının C14-C17 zəncirləri ilə əlaqələndirilir (zəncirlər müxtəlif ola bilər). Ekurimisinlər vəziyyətində, β-mövqeyində olan amin qrupu C-terminusu ilə amid bağı yarada bilər, beləliklə, makrosiklik laktam quruluşu meydana gətirir.
Alt sinif fengycin Tyr9 D-konfiqurasiya edildikdə plipastatin adlanan fengycin A və B ehtiva edir.Dekapeptid C14-C18 doymuş və ya doymamış β-hidroksi yağ turşusu zəncirinə bağlıdır. Struktur olaraq, plipastatin həm də peptid ardıcıllığının 3-cü mövqeyində Tyr yan zəncirini ehtiva edən və C-terminal qalığı ilə ester bağı meydana gətirən, beləliklə, daxili halqa quruluşunu meydana gətirən makrosiklik laktondur (bir çox Pseudomonas lipopeptidlərində olduğu kimi).
② Sintetik Kateqoriya AAS həm də turşu, əsas və neytral amin turşularından istifadə etməklə sintez edilə bilər. AAS sintezi üçün istifadə olunan ümumi amin turşuları glutamik turşu, serin, prolin, aspartik turşu, qlisin, arginin, alanin, lösin və protein hidrolizatlarıdır. Səthi aktiv maddələrin bu alt sinfi kimyəvi, enzimatik və kimyofermentativ üsullarla hazırlana bilər; lakin AAS istehsalı üçün kimyəvi sintez iqtisadi cəhətdən daha məqsədəuyğundur. Ümumi nümunələrə N-lauroyl-L-glutamic acid və N-palmitoyl-L-glutamic acid daxildir.
|
4.2 Alifatik zəncir əvəzediciləri əsasında
Alifatik zəncir əvəzedicilərinə əsasən, amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələr 2 növə bölünə bilər.
Əvəzedicinin mövqeyinə görə
| ①N-əvəz edilmiş AAS N-əvəz edilmiş birləşmələrdə amin qrupu lipofilik qrup və ya karboksil qrupu ilə əvəz olunur, nəticədə əsaslıq itkisi baş verir. N-əvəz edilmiş AAS-nin ən sadə nümunəsi, mahiyyətcə anion səthi aktiv maddələr olan N-asil amin turşularıdır. n-əvəz edilmiş AAS hidrofobik və hidrofilik hissələr arasında bir amid bağına malikdir. Amid bağı, bu səthi aktiv maddənin turşu mühitdə parçalanmasını asanlaşdıran hidrogen bağı yaratmaq qabiliyyətinə malikdir, beləliklə, onu bioloji parçalanır.
②C-əvəz edilmiş AAS C-əvəz edilmiş birləşmələrdə əvəzetmə karboksil qrupunda (amid və ya ester bağı vasitəsilə) baş verir. Tipik C-əvəz edilmiş birləşmələr (məsələn, efirlər və ya amidlər) mahiyyətcə kationik səthi aktiv maddələrdir.
③N- və C-əvəz edilmiş AAS Bu tip səthi aktiv maddədə həm amin, həm də karboksil qrupları hidrofilik hissədir. Bu tip mahiyyətcə amfoter səthi aktiv maddədir. |
4.3 Hidrofob quyruqların sayına görə
Baş qruplarının və hidrofobik quyruqların sayına əsasən, AAS dörd qrupa bölünə bilər. Düz zəncirli AAS, Əkizlər (dimer) tipli AAS, Qliserolipid tipli AAS və bisefalik amfifil (Bola) tipli AAS. düz zəncirli səthi aktiv maddələr yalnız bir hidrofobik quyruğu olan amin turşularından ibarət səthi aktiv maddələrdir (Şəkil 3). Əkizlər tipli AAS-da iki amin turşusu qütb baş qrupu və hər bir molekulda iki hidrofobik quyruq var (Şəkil 4). Bu tip quruluşda iki düz zəncirli AAS bir ara parça ilə birləşir və buna görə də dimerlər adlanır. Glycerolipid tipli AAS-da, əksinə, iki hidrofobik quyruq eyni amin turşusu baş qrupuna bağlanır. Bu səthi aktiv maddələr monoqliseridlərin, digliseridlərin və fosfolipidlərin analoqları hesab edilə bilər, Bola tipli AAS-da isə iki amin turşusu baş qrupu hidrofobik quyruqla bağlanır.
4.4 Baş qrupun növünə görə
①Kationik AAS
Bu tip səthi aktiv maddənin baş qrupu müsbət yükə malikdir. Ən erkən kationik AAS pirolidon karboksilat olan etil kokoil arginatdır. Bu səthi aktiv maddənin unikal və müxtəlif xassələri onu dezinfeksiyaedici maddələrdə, antimikrob agentlərdə, antistatik maddələrdə, saç kondisionerlərində faydalı edir, həmçinin gözlərə və dəriyə yumşaqdır və asanlıqla bioloji parçalana bilir. Sinqare və Mhatre arginin əsaslı katyonik AAS sintez etmiş və onların fiziki-kimyəvi xassələrini qiymətləndirmişlər. Bu tədqiqatda onlar Schotten-Baumann reaksiya şərtlərindən istifadə etməklə əldə edilən məhsulların yüksək məhsuldarlığını iddia etdilər. Alkil zəncirinin uzunluğunun və hidrofobikliyin artması ilə səthi aktiv maddənin səthi aktivliyinin artdığı və Kritik Misel Konsentrasiyasının (cmc) azaldığı aşkar edilmişdir. Digəri, saç baxım məhsullarında kondisioner kimi istifadə edilən dördüncü asil proteinidir.
②Anion AAS
Anion səthi aktiv maddələrdə səthi aktiv maddənin qütb baş qrupu mənfi yükə malikdir. Sarkosin (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglisin), dəniz kirpilərində və dəniz ulduzlarında tez-tez rast gəlinən bir amin turşusu, tapılan əsas amin turşusu olan qlisin (NH 2 -CH 2 -COOH,) ilə kimyəvi cəhətdən əlaqəlidir. məməli hüceyrələrində. -COOH,) məməlilərin hüceyrələrində olan əsas amin turşusu olan qlisinlə kimyəvi cəhətdən əlaqəlidir. Sarkosinat səthi aktiv maddələri sintez etmək üçün adətən laurik turşu, tetradekanoik turşu, olein turşusu və onların halidləri və efirləri istifadə olunur. Sarkosinatlar təbii olaraq yumşaqdır və buna görə də tez-tez ağız qarqaraları, şampunlar, sprey təraş köpükləri, günəş kremləri, dəri təmizləyiciləri və digər kosmetik məhsullarda istifadə olunur.
Ticarətdə mövcud olan digər anion AAS-lara müvafiq olaraq natrium N-kokoil-L-qlutamat və kalium N-kokoil qlisinatın ticarət adları olan Amisoft CS-22 və AmiliteGCK-12 daxildir. Amilit adətən köpükləndirici, yuyucu vasitə, həlledici, emulqator və dispersant kimi istifadə olunur və şampunlar, hamam sabunları, bədən yuyucuları, diş pastaları, üz təmizləyiciləri, təmizləyici sabunlar, kontakt linzalar təmizləyiciləri və məişət səthi aktiv maddələr kimi kosmetikada bir çox tətbiqlərə malikdir. Amisoft yumşaq dəri və saç təmizləyicisi kimi, əsasən üz və bədən təmizləyiciləri, blok sintetik yuyucu vasitələr, bədən baxımı məhsulları, şampunlar və digər dəriyə qulluq vasitələrində istifadə olunur.
③zwitterion və ya amfoter AAS
Amfoter səthi aktiv maddələr həm turşu, həm də əsas yerləri ehtiva edir və buna görə də pH dəyərini dəyişdirərək yüklərini dəyişə bilər. Qələvi mühitdə onlar anion səthi aktiv maddələr kimi, turşu mühitlərdə isə katyonik səthi aktiv maddələr kimi, neytral mühitdə isə amfoter səthi aktiv maddələr kimi davranırlar. Lauril lizin (LL) və alkoksi (2-hidroksipropil) arginin amin turşularına əsaslanan yeganə məlum amfoter səthi aktiv maddələrdir. LL lizin və laurik turşunun kondensasiya məhsuludur. Amfoter quruluşuna görə LL çox qələvi və ya turşu həlledicilər istisna olmaqla, demək olar ki, bütün növ həlledicilərdə həll olunmur. Üzvi toz kimi LL hidrofilik səthlərə əla yapışma qabiliyyətinə və aşağı sürtünmə əmsalına malikdir və bu səthi aktiv maddəyə əla yağlama qabiliyyəti verir. LL dəri kremlərində və saç kondisionerlərində geniş istifadə olunur və sürtkü kimi də istifadə olunur.
④Qeyri-ionik AAS
Qeyri-ionik səthi aktiv maddələr formal yükləri olmayan qütb baş qrupları ilə xarakterizə olunur. səkkiz yeni etoksilləşdirilmiş qeyri-ionik səthi aktiv maddə Al-Sabagh et al tərəfindən hazırlanmışdır. yağda həll olunan α-amin turşularından. Bu prosesdə L-fenilalanin (LEP) və L-lösin əvvəlcə heksadekanol ilə esterləşdi, ardınca palmitik turşu ilə amidləşdirildi ki, iki amid və iki α-amin turşusu efiri əldə edildi. Daha sonra amidlər və efirlər müxtəlif sayda polioksietilen vahidləri (40, 60 və 100) olan üç fenilalanin törəməsi hazırlamaq üçün etilen oksidi ilə kondensasiya reaksiyalarından keçdi. Bu qeyri-ionik AAS-ların yaxşı yuyucu və köpükləndirici xüsusiyyətlərə malik olduğu aşkar edilmişdir.
05 Sintez
5.1 Əsas sintetik marşrut
AAS-da hidrofobik qruplar amin və ya karboksilik turşu sahələrinə və ya amin turşularının yan zəncirləri vasitəsilə bağlana bilər. Buna əsaslanaraq, Şəkil 5-də göstərildiyi kimi dörd əsas sintetik marşrut mövcuddur.
Fig.5 Amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin əsas sintez yolları
| Yol 1. Amfifil ester aminləri esterləşmə reaksiyaları ilə istehsal olunur, bu halda səthi aktiv maddələrin sintezi adətən yağ spirtlərinin və amin turşularının susuzlaşdırıcı agent və turşu katalizatorunun iştirakı ilə geri axını ilə əldə edilir. Bəzi reaksiyalarda sulfat turşusu həm katalizator, həm də susuzlaşdırıcı kimi çıxış edir.
Yol 2. Aktivləşdirilmiş amin turşuları alkilaminlərlə reaksiyaya girərək amid bağları əmələ gətirir, nəticədə amfifil amidoaminlərin sintezi baş verir.
Yol 3. Amido turşuları amin turşularının amin qruplarını Amido turşuları ilə reaksiyaya salmaqla sintez olunur.
Yol 4. Uzun zəncirli alkil amin turşuları amin qruplarının haloalkanlarla reaksiyası nəticəsində sintez edilmişdir. |
5.2 Sintez və istehsalda irəliləyişlər
5.2.1 Tək zəncirli amin turşusu/peptid səthi aktiv maddələrin sintezi
N-asil və ya O-asil amin turşuları və ya peptidləri amin və ya hidroksil qruplarının yağ turşuları ilə ferment katalizli asilasiyası yolu ilə sintez edilə bilər. Amin turşusu amid və ya metil ester törəmələrinin həlledicisiz lipaz katalizli sintezinə dair ən erkən hesabatda Candida antarctica istifadə edilmişdir, məhsuldarlıq hədəf amin turşusundan asılı olaraq 25%-dən 90%-ə qədərdir. Metil etil keton bəzi reaksiyalarda həlledici kimi də istifadə edilmişdir. Vonderhagen və başqaları. həmçinin su və üzvi həlledicilərin (məsələn, dimetilformamid/su) və metil butil ketonun qarışığından istifadə etməklə amin turşularının, protein hidrolizatlarının və/və ya onların törəmələrinin lipaz və proteaz-katalizli N-asilləşmə reaksiyalarını təsvir etmişdir.
İlk günlərdə AAS-nin ferment katalizli sintezində əsas problem aşağı məhsuldarlıq idi. Valivety və başqalarına görə. N-tetradekanoil amin turşusu törəmələrinin məhsuldarlığı hətta müxtəlif lipazlardan istifadə edildikdən və 70°C-də uzun müddət inkubasiya edildikdən sonra da cəmi 2%-10% təşkil etmişdir. Montet və başqaları. həmçinin yağ turşuları və bitki yağlarından istifadə etməklə N-asil lizinin sintezində amin turşularının aşağı məhsuldarlığı ilə bağlı problemlərlə qarşılaşdılar. Onların fikrincə, həlledicisiz şəraitdə və üzvi həlledicilərdən istifadə edildikdə məhsulun maksimal məhsuldarlığı 19% təşkil edib. eyni problem Valivety et al ilə qarşılaşdı. N-Cbz-L-lizin və ya N-Cbz-lizin metil efir törəmələrinin sintezində.
Bu araşdırmada, ərimiş həlledicisiz mühitdə substrat kimi N-mühafizəli serin və katalizator kimi Novozyme 435 istifadə edərkən 3-O-tetradekanoil-L-serinin məhsuldarlığının 80% olduğunu iddia etdilər. Naqao və Kito lipazdan istifadə edərkən L-serin, L-homoserin, L-treonin və L-tirozinin (LET) O-asilləşməsini tədqiq etdilər Reaksiya nəticələri (lipaz sulu tampon mühitində Candida cylindracea və Rhizopus delemar tərəfindən əldə edilmişdir) və L-homoserin və L-serinin asilləşmə məhsuldarlığının bir qədər aşağı olduğunu, L-treoninin və LET-in isə heç bir asilləşməsinin baş vermədiyini bildirdi.
Bir çox tədqiqatçılar sərfəli AAS-nin sintezi üçün ucuz və asanlıqla əldə olunan substratların istifadəsini dəstəkləmişlər. Soo və b. palma yağı əsaslı səthi aktiv maddələrin hazırlanmasının immobilizasiya edilmiş lipoenzim ilə ən yaxşı işlədiyini iddia etdi. Çox vaxt aparan reaksiyaya (6 gün) baxmayaraq, məhsulların məhsuldarlığının daha yaxşı olacağını qeyd etdilər. Gerova və başqaları. siklik/rasemik qarışıqda metionin, prolin, lösin, treonin, fenilalanin və fenilglisin əsasında xiral N-palmitoil AAS-nin sintezi və səthi aktivliyini tədqiq etmişdir. Pang və Chu məhlulda amin turşusu əsaslı monomerlərin və dikarboksilik turşu əsaslı monomerlərin sintezini təsvir etmişlər.
Cantaeuzene və Guerreiro Boc-Ala-OH və Boc-Asp-OH karboksilik turşu qruplarının uzun zəncirli alifatik spirtlər və diollarla, həlledici kimi diklorometan və katalizator kimi agaroza 4B (Sepharose 4B) ilə esterifikasiya edildiyini bildirdi. Bu tədqiqatda Boc-Ala-OH-nin 16 karbona qədər yağlı spirtlərlə reaksiyası yaxşı məhsul verir (51%), Boc-Asp-OH 6 və 12 karbon üçün isə daha yaxşı olub, müvafiq məhsuldarlıq 63% [64]. ]. Papainin katalizator kimi çıxış etdiyi Cbz-Arg-OMe tərəfindən müxtəlif uzun zəncirli alkilaminlərlə amid bağlarının və ya yağ spirtləri ilə ester bağlarının əmələ gəlməsi ilə sintez edilən 58% -dən 76% -ə qədər məhsuldarlıqda 99,9%.
5.2.2 Gemini əsaslı amin turşusu/peptid səthi aktiv maddələrin sintezi
Amin turşusu əsaslı ikizlər səthi aktiv maddələri bir ara qrupla bir-birinə baş-başa bağlanmış iki düz zəncirli AAS molekulundan ibarətdir. Gemini tipli amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin kimyəvi fermentativ sintezinin 2 mümkün sxemi mövcuddur (Şəkil 6 və 7). Şəkil 6-da 2 amin turşusu törəməsi birləşmə ilə spacer qrupu kimi reaksiyaya girir və sonra 2 hidrofobik qrup təqdim edilir. Şəkil 7-də 2 düz zəncirli struktur ikifunksiyalı boşluq qrupu ilə birbaşa bir-birinə bağlıdır.
Gemini lipoamin turşularının ferment katalizli sintezinin ən erkən inkişafı Valivety et al. Yoshimura və başqaları. sistin və n-alkil bromid əsasında amin turşusu əsaslı gemini səthi aktiv maddəsinin sintezini, adsorbsiyasını və aqreqasiyasını tədqiq etmişdir. Sintez edilmiş səthi aktiv maddələr müvafiq monomer səthi aktiv maddələrlə müqayisə edilmişdir. Faustino və başqaları. L-sistin, D-sistin, DL-sistin, L-sistein, L-metionin və L-sulfoalanin əsasında anion sidik cövhəri əsaslı monomerik AAS və onların keçiricilik, tarazlıq səthi gərginliyi və sabitlik yolu ilə gemini cütlərinin sintezini təsvir etmişdir. -onların vəziyyətinin flüoresan xarakteristikası. İkizlərin cmc dəyərinin monomer və ikizlərin müqayisəsi ilə daha aşağı olduğu göstərilmişdir.
Fig.6 AA törəmələri və spacer istifadə edərək ikizlər AAS sintezi, sonra hidrofobik qrupun daxil edilməsi
Fig.7 Bifunksional spacer və AAS istifadə edərək İkizlər AAS-larının sintezi
5.2.3 Qliserolipid amin turşusu/peptid səthi aktiv maddələrin sintezi
Qliserolipid amin turşusu/peptid səthi aktiv maddələr qliserin onurğası ilə əlaqəli bir amin turşusu olan bir və ya iki yağ zəncirinin quruluşuna görə qliserol mono- (və ya di-) efirlərin və fosfolipidlərin struktur analoqları olan lipid amin turşularının yeni sinfidir. ester bağı ilə. Bu səthi aktiv maddələrin sintezi yüksək temperaturda və turşu katalizatorunun (məsələn, BF 3) iştirakı ilə amin turşularının qliserin efirlərinin hazırlanması ilə başlayır. Ferment-katalizli sintez (katalizator kimi hidrolazalar, proteazlar və lipazlardan istifadə etməklə) də yaxşı seçimdir (Şəkil 8).
Papain istifadə edərək dilaurilləşdirilmiş arginin qliserid konjuqatlarının ferment katalizli sintezi haqqında məlumat verilmişdir. Asetilarginindən diasilqliserol ester konjuqatlarının sintezi və onların fiziki-kimyəvi xassələrinin qiymətləndirilməsi də bildirilmişdir.
Şəkil 8 Mono və diasilqliserin amin turşusu konjuqatlarının sintezi
ayırıcı: NH-(CH2)10-NH: mürəkkəb B1
ayırıcı: NH-C6H4-NH: birləşmə B2
ayırıcı: CH2-Ç2: mürəkkəbB3
Şəkil 9 Tris(hidroksimetil)aminometandan alınan simmetrik amfifillərin sintezi
5.2.4 Bola əsaslı amin turşusu/peptid səthi aktiv maddələrin sintezi
Amin turşusu əsaslı bola tipli amfifillər eyni hidrofobik zəncirlə əlaqəli 2 amin turşusundan ibarətdir. Franceschi və başqaları. bola tipli amfifillərin 2 amin turşusu (D- və ya L-alanin və ya L-histidin) və müxtəlif uzunluqlu 1 alkil zənciri ilə sintezini təsvir etmiş və onların səth aktivliyini tədqiq etmişdir. Onlar yeni bola tipli amfifillərin amin turşusu fraksiya (ya qeyri-adi β-amin turşusu və ya spirt istifadə etməklə) və C12-C20 spacer qrupu ilə sintezi və birləşməsini müzakirə edirlər. İstifadə olunan qeyri-adi β-amin turşuları şəkər aminturşusu, azidotimindən (AZT) əldə edilən amin turşusu, norbornen amin turşusu və AZT-dən alınan amin spirti ola bilər (Şəkil 9). tris(hidroksimetil)aminometandan (Tris) əldə edilən simmetrik bola tipli amfifillərin sintezi (Şəkil 9).
06 Fiziki-kimyəvi xassələri
Məlumdur ki, amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələr (AAS) təbiətcə müxtəlif və çox yönlüdür və yaxşı həll olunma, yaxşı emulsifikasiya xüsusiyyətləri, yüksək effektivlik, yüksək səth fəaliyyəti performansı və sərt suya (kalsium ionuna) yaxşı müqavimət kimi bir çox tətbiqlərdə yaxşı tətbiq oluna bilir. tolerantlıq).
Amin turşularının səthi aktiv maddələrinin xüsusiyyətlərinə (məsələn, səthi gərginlik, smc, faza davranışı və Krafft temperaturu) əsaslanaraq, geniş tədqiqatlardan sonra aşağıdakı nəticələr əldə edilmişdir - AAS-nin səthi aktivliyi adi səthi aktiv maddənin analoqundan üstündür.
6.1 Kritik Misel Konsentrasiyası (cmc)
Kritik misel konsentrasiyası səthi aktiv maddələrin mühüm parametrlərindən biridir və həll olunma, hüceyrə lizisi və onun biofilmlərlə qarşılıqlı əlaqəsi və s. kimi bir çox səth aktiv xüsusiyyətlərini idarə edir. Ümumiyyətlə, karbohidrogen quyruğunun zəncir uzunluğunun artırılması (hidrofobluğun artması) azalmaya səbəb olur. səthi aktiv maddə məhlulunun cmc dəyərində, beləliklə onun səthi aktivliyini artırır. Amin turşularına əsaslanan səthi aktiv maddələr adətən adi səthi aktiv maddələrlə müqayisədə daha aşağı cmc dəyərlərinə malikdir.
Baş qruplarının və hidrofobik quyruqların müxtəlif birləşmələri vasitəsilə (monokationik amid, bi-kationik amid, bi-kationik amid əsaslı ester), Infante et al. üç arginin əsaslı AAS sintez etdi və onların cmc və γcmc-lərini (cmc-də səth gərginliyi) tədqiq edərək, cmc və γcmc dəyərlərinin hidrofobik quyruq uzunluğunun artması ilə azaldığını göstərdi. Singare və Mhatre başqa bir araşdırmada, hidrofobik quyruq karbon atomlarının sayının artması ilə N-α-asilarginin səthi aktiv maddələrin cmc-nin azaldığını aşkar etdilər (Cədvəl 1).
Yoshimura və başqaları. sisteindən əldə edilən amin turşusu əsaslı gəmini səthi aktiv maddələrin cmc-ni araşdırdı və hidrofobik zəncirdə karbon zəncirinin uzunluğu 10-dan 12-yə qədər artırıldıqda cmc-nin azaldığını göstərdi. bu, uzun zəncirli ikizlər səthi aktiv maddələrinin birləşməyə daha az meylli olduğunu təsdiqlədi.
Faustino və başqaları. sistin əsasında anion gəmini səthi aktiv maddələrin sulu məhlullarında qarışıq misellərin əmələ gəldiyini bildirdi. İkizlər səthi aktiv maddələr də müvafiq adi monomer səthi aktiv maddələrlə (C 8 Cys) müqayisə edilmişdir. Lipid-səthi aktiv maddə qarışıqlarının cmc dəyərlərinin təmiz səthi aktiv maddələrdən daha aşağı olduğu bildirildi. gemini səthi aktiv maddələri və suda həll olunan, misel əmələ gətirən fosfolipid olan 1,2-diheptanoil-sn-gliseril-3-fosfokolin millimolyar səviyyədə cmc-yə malik idi.
Şrestha və Aramaki qarışıq duzları olmayan qarışıq amin turşusu əsaslı anion-qeyri-ionik səthi aktiv maddələrin sulu məhlullarında özlü elastik qurdabənzər misellərin əmələ gəlməsini araşdırdılar. Bu işdə N-dodesil glutamatın daha yüksək Krafft temperaturu olduğu aşkar edilmişdir; lakin əsas amin turşusu L-lizin ilə zərərsizləşdirildikdə, misellər əmələ gətirdi və məhlul 25 °C-də Nyuton mayesi kimi davranmağa başladı.
6.2 Yaxşı suda həllolma
AAS-nin yaxşı suda həll olması əlavə CO-NH bağlarının olması ilə bağlıdır. Bu, AAS-ı müvafiq adi səthi aktiv maddələrdən daha bioloji parçalana bilən və ekoloji cəhətdən təmiz edir. N-asil-L-qlutamik turşunun suda həllolma qabiliyyəti 2 karboksil qrupuna görə daha yaxşıdır. Cn(CA) 2-nin suda həllolma qabiliyyəti də yaxşıdır, çünki 1 molekulda 2 ion arginin qrupu var ki, bu da hüceyrə interfeysində daha effektiv adsorbsiya və diffuziya və hətta daha aşağı konsentrasiyalarda bakterial inhibisyonla nəticələnir.
6.3 Krafft temperaturu və Krafft nöqtəsi
Krafft temperaturu, həllolma qabiliyyəti müəyyən bir temperaturdan yuxarı kəskin şəkildə artan səthi aktiv maddələrin xüsusi həll olma davranışı kimi başa düşülə bilər. İon səthi aktiv maddələr sudan çökə bilən bərk hidratlar yaratmağa meyllidir. Müəyyən bir temperaturda (Krafft temperaturu adlanır) adətən səthi aktiv maddələrin həllolma qabiliyyətinin kəskin və fasiləsiz artması müşahidə olunur. İon səthi aktiv maddənin Krafft nöqtəsi onun Krafft temperaturu smc-dir.
Bu həlledicilik xarakteristikası adətən ion səthi aktiv maddələr üçün müşahidə olunur və belə izah edilə bilər: səthi aktiv maddə sərbəst monomerin həllolma qabiliyyəti Krafft nöqtəsinə çatana qədər Krafft temperaturundan aşağı məhdudlaşdırılır, burada onun həllolma qabiliyyəti misellərin əmələ gəlməsi səbəbindən tədricən artır. Tam həllolma qabiliyyətini təmin etmək üçün səthi aktiv maddələrin tərkibini Krafft nöqtəsindən yuxarı olan temperaturda hazırlamaq lazımdır.
AAS-nin Krafft temperaturu tədqiq edilmiş və adi sintetik səthi aktiv maddələrlə müqayisə edilmişdir. Şrestha və Aramaki arginin əsaslı AAS-nin Krafft temperaturunu tədqiq etmişlər və aşkar etmişlər ki, kritik misel konsentrasiyası 2-5-dən yuxarı pre-misellər şəklində aqreqasiya davranışı nümayiş etdirir. ×10-6 mol-L-1, ardınca normal misel əmələ gəlməsi (Ohta və s. altı müxtəlif növ N-heksadekanoil AAS sintez etdi və onların Krafft temperaturu ilə amin turşusu qalıqları arasındakı əlaqəni müzakirə etdi.
Təcrübələrdə müəyyən edilmişdir ki, N-heksadekanoil AAS-nin Krafft temperaturu amin turşusu qalıqlarının ölçüsünün azalması (fenilalanin istisna olmaqla), amin turşusu qalıqlarının ölçüsünün azalması ilə (istilik tutma) həlledicilik istiliyinin (istilik tutma) artması ilə artmışdır. qlisin və fenilalanin istisna olmaqla). Belə nəticəyə gəlindi ki, həm alanin, həm də fenilalanin sistemlərində DL qarşılıqlı təsiri N-heksadekanoil AAS duzunun bərk formasında LL qarşılıqlı təsirindən daha güclüdür.
Brito və başqaları. diferensial skan edən mikrokalorimetriyadan istifadə edərək üç seriyalı yeni amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin Krafft temperaturunu təyin etdi və trifluoroasetat ionunun yodid ionuna dəyişdirilməsinin Krafft temperaturunun (təxminən 6 °C) 47 °C-dən 53 °-ə qədər artması ilə nəticələndiyini aşkar etdi. C. Cis-ikiqat bağların olması və uzun zəncirli Ser-törəmələrində mövcud olan doymamışlıq Krafft temperaturunun əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb oldu. n-Dodecyl glutamatın daha yüksək Krafft temperaturu olduğu bildirildi. Bununla belə, əsas amin turşusu L-lizin ilə neytrallaşdırma məhlulda 25 °C-də Nyuton mayeləri kimi davranan misellərin əmələ gəlməsi ilə nəticələndi.
6.4 Səthi gərginlik
Səthi aktiv maddələrin səthi gərginliyi hidrofobik hissənin zəncir uzunluğu ilə bağlıdır. Zhang və başqaları. natrium kokoil qlisinatın səthi gərginliyini Vilhelmi lövhə üsulu ilə (25±0,2)°C təyin etmiş və smc-də səthi gərilmə qiymətini 33 mN-m -1, smc-də 0,21 mmol-L -1 müəyyən etmişdir. Yoshimura və başqaları. 2C n Cys əsaslı səthi aktiv maddələrin 2C n Cys tipli amin turşusu əsaslı səthi səthi gərginliyini müəyyən etmişdir. Müəyyən edilmişdir ki, smc-də səthi gərginlik zəncirin uzunluğunun artması ilə (n = 8-ə qədər) azalır, zəncirin uzunluğu n = 12 və ya daha uzun olan səthi aktiv maddələr üçün tendensiya əksinədir.
CaC1 2-nin dikarboksilləşdirilmiş amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin səthi gərginliyinə təsiri də tədqiq edilmişdir. Bu tədqiqatlarda CaC1 2 üç dikarboksilləşdirilmiş amin turşusu tipli səthi aktiv maddələrin (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 və C12 GluNa 2) sulu məhlullarına əlavə edilmişdir. Cmc-dən sonra yayla qiymətləri müqayisə olundu və məlum oldu ki, çox aşağı CaC1 2 konsentrasiyalarında səthi gərginlik azalır. Bu, qaz-su interfeysində səthi aktiv maddənin düzülüşünə kalsium ionlarının təsiri ilə bağlıdır. N-dodesilaminonomalonat və N-dodesilaspartat duzlarının səthi gərginlikləri də 10 mmol-L -1 CaC1 2 konsentrasiyasına qədər demək olar ki, sabit olmuşdur. 10 mmol-L -1-dən yuxarı, səthi aktiv maddənin kalsium duzunun çökməsinin əmələ gəlməsi səbəbindən səth gərginliyi kəskin şəkildə artır. N-dodesil qlutamatın dinatrium duzu üçün CaC1 2-nin orta dərəcədə əlavə edilməsi səthi gərginliyin əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə nəticələndi, CaC1 2 konsentrasiyasının davamlı artması isə artıq əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olmadı.
Qaz-su interfeysində gəmini tipli AAS-nin adsorbsiya kinetikasını müəyyən etmək üçün maksimum qabarcıq təzyiq metodundan istifadə etməklə dinamik səth gərginliyi təyin edilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, ən uzun sınaq müddətində 2C 12 Cys dinamik səth gərginliyi dəyişməyib. Dinamik səth gərginliyinin azalması yalnız konsentrasiyadan, hidrofobik quyruqların uzunluğundan və hidrofobik quyruqların sayından asılıdır. Səthi aktiv maddənin konsentrasiyasının artması, zəncir uzunluğunun, eləcə də zəncirlərin sayının azalması daha sürətli çürümə ilə nəticələndi. C n Cys (n = 8 - 12) daha yüksək konsentrasiyaları üçün əldə edilən nəticələr Vilhelmi metodu ilə ölçülmüş γ cmc-ə çox yaxın olduğu müəyyən edilmişdir.
Başqa bir tədqiqatda natrium dilauril sistin (SDLC) və natrium didekamino sistininin dinamik səthi gərginlikləri Vilhelmi boşqab üsulu ilə, əlavə olaraq onların sulu məhlullarının tarazlıq səthi gərilmələri damcı həcmi metodu ilə təyin edilmişdir. Disulfid bağlarının reaksiyası başqa üsullarla da tədqiq edilmişdir. 0,1 mmol-L -1SDLC məhluluna merkaptoetanolun əlavə edilməsi səth gərginliyinin 34 mN-m -1-dən 53 mN-m -1-ə qədər sürətlə artmasına səbəb oldu. NaClO SDLC-nin disulfid bağlarını sulfon turşusu qruplarına oksidləşdirə bildiyindən, 0,1 mmol-L -1 SDLC məhluluna NaClO (5 mmol-L -1 ) əlavə edildikdə heç bir aqreqat müşahidə edilmədi. Transmissiya elektron mikroskopiyası və dinamik işığın səpilməsinin nəticələri məhlulda aqreqatların əmələ gəlmədiyini göstərdi. SDLC-nin səthi gərginliyinin 20 dəqiqə ərzində 34 mN-m -1-dən 60 mN-m -1-ə qədər artdığı aşkar edilmişdir.
6.5 İkili səthin qarşılıqlı təsirləri
Həyat elmlərində bir sıra qruplar qaz-su interfeysində kationik AAS (diasilqliserol arginin əsaslı səthi aktiv maddələr) və fosfolipidlərin qarışıqlarının vibrasiya xassələrini öyrənmiş və nəhayət, bu qeyri-ideal xüsusiyyətin elektrostatik qarşılıqlı təsirlərin yayılmasına səbəb olduğu qənaətinə gəlmişlər.
6.6 Ümumiləşdirmə xassələri
Dinamik işığın səpilməsi adətən amin turşusu əsaslı monomerlərin və ikizlər səthi aktiv maddələrinin aqreqasiya xassələrini smc-dən yuxarı konsentrasiyalarda müəyyən etmək üçün istifadə olunur və görünən hidrodinamik diametr DH (= 2R H) verir. C n Cys və 2Cn Cys tərəfindən əmələ gələn aqreqatlar nisbətən böyükdür və digər səthi aktiv maddələrlə müqayisədə geniş miqyasda paylanır. 2C 12 Cys istisna olmaqla, bütün səthi aktiv maddələr adətən təxminən 10 nm-lik aqreqatlar əmələ gətirir. gemini səthi aktiv maddələrin misel ölçüləri onların monomer analoqlarından əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür. Karbohidrogen zəncirinin uzunluğunun artması da misel ölçüsünün artmasına səbəb olur. oxta və b. sulu məhlulda N-dodesil-fenil-alanil-fenil-alanin tetrametilamoniumun üç müxtəlif stereoizomerinin aqreqasiya xassələrini təsvir etmiş və diastereoizomerlərin sulu məhlulda eyni kritik aqreqasiya konsentrasiyasına malik olduğunu göstərmişdir. Iwahashi et al. dairəvi dikroizm, NMR və buxar təzyiqi osmometriyası ilə tədqiq edilmişdir. Müxtəlif həlledicilərdə (məsələn, tetrahidrofuran, asetonitril, 14, -dioksan və 1,2-dikloroetan) fırlanma xassələri dairəvi dikroizm, NMR və buxar təzyiqi osmometriyası ilə tədqiq edilmişdir.
6.7 İnterfasial adsorbsiya
Amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin fazalərarası adsorbsiyası və onun adi analoqu ilə müqayisəsi də tədqiqat istiqamətlərindən biridir. Məsələn, LET və LEP-dən alınmış aromatik amin turşularının dodesil efirlərinin fazalərarası adsorbsiya xüsusiyyətləri tədqiq edilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, LET və LEP, müvafiq olaraq, qaz-maye interfeysində və su/heksan interfeysində daha aşağı interfasial sahələr nümayiş etdirir.
Bordes və başqaları. üç dikarboksilləşdirilmiş amin turşusu səthi aktiv maddəsinin, dodesil qlutamat, dodesil aspartat və aminomalonatın dinatium duzlarının (iki karboksil qrupu arasında müvafiq olaraq 3, 2 və 1 karbon atomu olan) qaz-su interfeysində məhlulun davranışını və adsorbsiyasını araşdırdı. Bu hesabata görə, dikarboksillənmiş səthi aktiv maddələrin cmc-si monokarboksillənmiş dodesilqlisin duzundan 4-5 dəfə yüksək olmuşdur. Bu, amid qrupları vasitəsilə dikarboksillənmiş səthi aktiv maddələr və qonşu molekullar arasında hidrogen bağlarının meydana gəlməsi ilə əlaqələndirilir.
6.8 Faza davranışı
Çox yüksək konsentrasiyalarda səthi aktiv maddələr üçün izotrop kəsikli kub fazaları müşahidə olunur. Çox böyük baş qrupları olan səthi aktiv maddə molekulları daha kiçik müsbət əyrilikli aqreqatlar əmələ gətirir. marques və başqaları. 12Lys12/12Ser və 8Lys8/16Ser sistemlərinin faza davranışını öyrəndi (Şəkil 10-a baxın) və nəticələr göstərdi ki, 12Lys12/12Ser sistemində miselyar və vezikulyar məhlul bölgələri arasında faza ayırma zonası var, 8Lys8/16Ser sistemi isə 8Lys8/16Ser sistemi davamlı keçidi göstərir (kiçik miselyar faza bölgəsi ilə vezikül fazası bölgəsi arasında uzanan miselyar faza bölgəsi). Qeyd etmək lazımdır ki, 12Lys12/12Ser sisteminin vezikül bölgəsi üçün veziküllər həmişə misellərlə birlikdə mövcuddur, 8Lys8/16Ser sisteminin vezikül bölgəsində isə yalnız veziküllər var.
Lizin və serin əsaslı səthi aktiv maddələrin katanionik qarışıqları: simmetrik 12Lys12/12Ser cütü (solda) və asimmetrik 8Lys8/16Ser cütü (sağda)
6.9 Emulsiya qabiliyyəti
Kouchi və başqaları. N-[3-dodesil-2-hidroksipropil]-L-arginin, L-qlutamat və digər AAS-nin emulsiyalaşma qabiliyyətini, fazalararası gərginliyini, dispersliyini və özlülüyünü araşdırdı. Sintetik səthi aktiv maddələrlə (onların adi qeyri-ionik və amfoter analoqları) müqayisədə nəticələr AAS-nin adi səthi aktiv maddələrdən daha güclü emulsifikasiya qabiliyyətinə malik olduğunu göstərdi.
Baczko və başqaları. yeni anion amin turşusu səthi aktiv maddələri sintez etdi və onların şiral yönümlü NMR spektroskopiyası həllediciləri kimi uyğunluğunu araşdırdı. Müxtəlif hidrofobik quyruqlu (pentil~tetradesil) bir sıra sulfonat əsaslı amfifil L-Phe və ya L-Ala törəmələri amin turşularını o-sulfobenzoik anhidridlə reaksiyaya salmaqla sintez edilmişdir. Wu və başqaları. N-yağlı asil AAS-nin natrium duzlarını sintez etmiş vəonların suda yağ emulsiyalarında emulsiyalaşma qabiliyyətini tədqiq etmiş və nəticələr göstərmişdir ki, bu səthi aktiv maddələr neft fazası kimi n-heksan ilə müqayisədə, etil asetatla daha yaxşı fəaliyyət göstərmişdir.
6.10 Sintez və istehsalda irəliləyişlər
Sərt suya davamlılığı səthi aktiv maddələrin sərt suda kalsium və maqnezium kimi ionların mövcudluğuna müqavimət göstərmə qabiliyyəti, yəni kalsium sabunlarına çökmənin qarşısını almaq qabiliyyəti kimi başa düşülə bilər. Yüksək sərt suya davamlı səthi aktiv maddələr yuyucu vasitələr və şəxsi qulluq məhsulları üçün çox faydalıdır. Sərt suya davamlılığı kalsium ionlarının iştirakı ilə səthi aktiv maddənin həllolma qabiliyyətinin və səth aktivliyinin dəyişməsini hesablamaqla qiymətləndirmək olar.
Sərt suya davamlılığı qiymətləndirməyin başqa bir yolu, 100 q natrium oleatdan əmələ gələn kalsium sabununun suda yayılması üçün tələb olunan səthi aktiv maddənin faizini və ya qramını hesablamaqdır. Sərt suyun yüksək olduğu ərazilərdə kalsium və maqnezium ionlarının yüksək konsentrasiyası və mineral tərkibi bəzi praktiki tətbiqləri çətinləşdirə bilər. Çox vaxt natrium ionu sintetik anion səthi aktiv maddənin əks ionu kimi istifadə olunur. İki valentli kalsium ionu hər iki səthi aktiv maddə molekuluna bağlandığından, səthi aktiv maddənin məhluldan daha tez çökməsinə səbəb olur və bu, yuyucu vasitənin olma ehtimalını azaldır.
AAS-nin sərt suya davamlılığının tədqiqi göstərdi ki, turşu və sərt suya qarşı müqavimət əlavə bir karboksil qrupundan güclü şəkildə təsirlənir və iki karboksil qrupu arasındakı boşluq qrupunun uzunluğunun artması ilə turşu və sərt suya davamlılıq daha da artmışdır. . Turşu və sərt suya davamlılıq sırası C 12 qlisinat < C 12 aspartat < C 12 glutamat idi. Dikarboksillənmiş amid bağı və dikarboksilləşmiş amin səthi aktiv maddəsini müvafiq olaraq müqayisə etdikdə məlum oldu ki, sonuncunun pH diapazonu daha genişdir və müvafiq miqdarda turşu əlavə edildikdə onun səthi aktivliyi artmışdır. Dikarboksillənmiş N-alkil amin turşuları kalsium ionlarının iştirakı ilə xelatlaşdırıcı təsir göstərdi və C 12 aspartat ağ gel əmələ gətirdi. c 12 qlutamat yüksək Ca 2+ konsentrasiyasında yüksək səth fəaliyyəti göstərdi və dəniz suyunun duzsuzlaşdırılmasında istifadə ediləcəyi gözlənilir.
6.11 Dağılma qabiliyyəti
Dağılma qabiliyyəti səthi aktiv maddənin məhluldakı səthi aktiv maddənin birləşməsinin və çökməsinin qarşısını almaq qabiliyyətinə aiddir.Dağılma qabiliyyəti səthi aktiv maddələrin vacib bir xüsusiyyətidir və onları yuyucu vasitələr, kosmetika və əczaçılıq məhsullarında istifadə üçün uyğun edir.Dispersiya agenti hidrofobik qrup ilə terminal hidrofilik qrup (və ya düz zəncirli hidrofobik qruplar arasında) arasında efir, efir, amid və ya amin bağından ibarət olmalıdır.
Ümumiyyətlə, alkanolamido sulfatlar kimi anion səthi aktiv maddələr və amidosulfobetain kimi amfoter səthi aktiv maddələr kalsium sabunları üçün dispersiyaedici maddələr kimi xüsusilə təsirlidir.
Bir çox tədqiqat səyləri, N-lauroyl lizinin su ilə zəif uyğunlaşdığı və kosmetik formulalar üçün istifadəsi çətin olduğu aşkar edildiyi AAS-nin dağılma qabiliyyətini təyin etdi.Bu seriyada, N-asil ilə əvəz edilmiş əsas amin turşuları əla dispersiyaya malikdir və formulaları yaxşılaşdırmaq üçün kosmetik sənayedə istifadə olunur.
07 Toksiklik
Adi səthi aktiv maddələr, xüsusilə kationik səthi aktiv maddələr su orqanizmləri üçün çox zəhərlidir. Onların kəskin toksikliyi hüceyrə-su interfeysində səthi aktiv maddələrin adsorbsiya-ion qarşılıqlı əlaqəsi fenomeni ilə bağlıdır. Səthi aktiv maddələrin smc-nin azalması adətən səthi aktiv maddələrin daha güclü fazalərarası adsorbsiyasına gətirib çıxarır ki, bu da adətən onların kəskin toksikliyinin artması ilə nəticələnir. Səthi aktiv maddələrin hidrofobik zəncirinin uzunluğunun artması da səthi aktiv maddələrin kəskin toksikliyinin artmasına səbəb olur.Əksər AAS insanlar və ətraf mühit (xüsusilə dəniz orqanizmləri üçün) üçün aşağı və ya qeyri-toksikdir və qida maddələri, əczaçılıq məhsulları və kosmetika kimi istifadə üçün uyğundur.Bir çox tədqiqatçılar amin turşusu səthi aktiv maddələrin yumşaq olduğunu və dərini qıcıqlandırmadığını nümayiş etdirdilər. Arginin əsaslı səthi aktiv maddələrin adi həmkarlarından daha az zəhərli olduğu bilinir.
Brito və başqaları. amin turşusu əsaslı amfifillərin və onların [tirozin (Tyr), hidroksiprolin (Hyp), serin (Ser) və lizin (Lys) törəmələri] kationik veziküllərin kortəbii əmələ gəlməsinin fiziki-kimyəvi və toksikoloji xüsusiyyətlərini tədqiq etmiş və onların kəskin toksikliyi haqqında məlumatlar vermişdir. Daphnia magna (IC 50). Onlar dodesiltrimetilammonium bromid (DTAB)/Lys-törəmələri və/və ya Ser-/Lys-törəmə qarışıqlarının kation veziküllərini sintez etdilər və onların ekotoksisitesini və hemolitik potensialını sınaqdan keçirdilər, bütün AAS və onların vezikül tərkibli qarışıqlarının adi DTAB səthindən daha az zəhərli olduğunu göstərdilər. .
Rosa və başqaları. DNT-nin sabit amin turşusu əsaslı katyonik veziküllərə bağlanmasını (assosiasiyasını) araşdırdı. Çox vaxt zəhərli görünən adi katyonik səthi aktiv maddələrdən fərqli olaraq, katyonik amin turşusu səthi aktiv maddələrin qarşılıqlı təsiri qeyri-toksik görünür. Kationik AAS müəyyən anion səthi aktiv maddələrlə birlikdə kortəbii olaraq sabit veziküllər əmələ gətirən argininə əsaslanır. Amin turşusu əsaslı korroziya inhibitorlarının da zəhərli olmadığı bildirilir. Bu səthi aktiv maddələr yüksək təmizliklə (99%-ə qədər), ucuz qiymətə, asanlıqla bioparçalana bilən və sulu mühitdə tamamilə həll olunan asanlıqla sintez olunur. Bir sıra tədqiqatlar göstərmişdir ki, kükürd tərkibli amin turşusu səthi aktiv maddələr korroziyaya qarşı mübarizədə üstündür.
Son araşdırmada Perinelli et al. adi səthi aktiv maddələrlə müqayisədə ramnolipidlərin qənaətbəxş toksikoloji profilini bildirdilər. Ramnolipidlərin keçiricilik gücləndiriciləri kimi fəaliyyət göstərdiyi məlumdur. Onlar həmçinin ramnolipidlərin makromolekulyar dərmanların epitelial keçiriciliyinə təsirini bildirmişlər.
08 Antimikrobiyal fəaliyyət
Səthi aktiv maddələrin antimikrobiyal fəaliyyəti minimum inhibitor konsentrasiyası ilə qiymətləndirilə bilər. Arginin əsaslı səthi aktiv maddələrin antimikrobiyal fəaliyyəti ətraflı öyrənilmişdir. Qram-mənfi bakteriyaların qram-müsbət bakteriyalara nisbətən arginin əsaslı səthi aktiv maddələrə daha davamlı olduğu aşkar edilmişdir. Səthi aktiv maddələrin antimikrobiyal fəaliyyəti adətən asil zəncirlərində hidroksil, siklopropan və ya doymamış bağların olması ilə artır. Castillo və başqaları. göstərdi ki, asil zəncirlərinin uzunluğu və müsbət yük molekulun HLB dəyərini (hidrofil-lipofil balansı) təyin edir və bunların membranları pozmaq qabiliyyətinə təsir göstərir. Na-asilarginin metil esteri geniş spektrli antimikrobiyal fəaliyyətə malik kationik səthi aktiv maddələrin digər mühüm sinfidir və o, asanlıqla bioloji parçalanır və aşağı toksikliyə malikdir və ya heç bir toksikliyə malik deyil. Na-asilarginin metil efiri əsaslı səthi aktiv maddələrin 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilxolin və 1,2-ditetradekanoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilxolin ilə qarşılıqlı təsirinə dair tədqiqatlar, canlı orqan membranlarında və modellərində, xarici maneələrin olması və ya olmaması bu sinif səthi aktiv maddələrin yaxşı antimikrobiyal təsirə malik olduğunu göstərdi Nəticələr səthi aktiv maddələrin yaxşı antibakterial aktivliyə malik olduğunu göstərdi.
09 Reoloji xassələri
Səthi aktiv maddələrin reoloji xassələri onların müxtəlif sənaye sahələrində, o cümlədən qida, əczaçılıq, neft hasilatı, şəxsi qulluq və evdə qulluq məhsulları kimi tətbiqlərinin müəyyən edilməsində və proqnozlaşdırılmasında çox mühüm rol oynayır. Amin turşusu səthi aktiv maddələrin özlülük qabiliyyəti ilə cmc arasındakı əlaqəni müzakirə etmək üçün bir çox tədqiqat aparılmışdır.
10 Kosmetika sənayesində tətbiqlər
AAS bir çox fərdi qulluq məhsullarının hazırlanmasında istifadə olunur.kalium N-cocoyl glycinate dəri üzərində yumşaq olduğu aşkar edilmişdir və çamur və makiyajı təmizləmək üçün üz təmizləməsində istifadə olunur. n-Asil-L-qlutamik turşusu iki karboksil qrupuna malikdir, bu da onu daha çox suda həll edir. Bu AAS arasında, C 12 yağ turşularına əsaslanan AAS palçıq və makiyajı təmizləmək üçün üz təmizləməsində geniş istifadə olunur. C 18 zəncirli AAS dəriyə qulluq məhsullarında emulqator kimi istifadə olunur və N-Lauril alanin duzlarının dəri üçün qıcıq yaratmayan kremli köpüklər əmələ gətirdiyi məlumdur və buna görə də uşaq baxımı məhsullarının hazırlanmasında istifadə edilə bilər. Diş pastasında istifadə edilən N-Lauril əsaslı AAS sabuna bənzər yaxşı yuyucu xüsusiyyətə və fermenti maneə törədən güclü təsirə malikdir.
Son bir neçə onillikdə kosmetika, şəxsi qulluq məhsulları və əczaçılıq məhsulları üçün səthi aktiv maddələrin seçimi aşağı toksiklik, yumşaqlıq, toxunuşda yumşaqlıq və təhlükəsizliyə yönəlmişdir. Bu məhsulların istehlakçıları potensial qıcıqlanma, toksiklik və ətraf mühit faktorlarından xəbərdardırlar.
Bu gün AAS kosmetika və fərdi qulluq məhsullarında ənənəvi analoqları ilə müqayisədə bir çox üstünlüklərinə görə bir çox şampunlar, saç boyaları və hamam sabunları hazırlamaq üçün istifadə olunur.Protein əsaslı səthi aktiv maddələr şəxsi qulluq məhsulları üçün zəruri olan arzuolunan xüsusiyyətlərə malikdir. Bəzi AAS-ların film əmələ gətirmə qabiliyyəti, digərləri isə yaxşı köpüklənmə qabiliyyətinə malikdir.
Amin turşuları stratum corneumda təbii olaraq meydana gələn vacib nəmləndirici amillərdir. Epidermal hüceyrələr öləndə buynuz təbəqənin bir hissəsi olur və hüceyrədaxili zülallar tədricən amin turşularına parçalanır. Bu amin turşuları daha sonra buynuz təbəqəyə daşınır, burada onlar piy və ya piyə bənzər maddələri epidermal təbəqənin buynuz təbəqəsinə udur və bununla da dərinin səthinin elastikliyini yaxşılaşdırır. Dərinin təbii nəmləndirici faktorunun təxminən 50%-i amin turşuları və pirolidondan ibarətdir.
Ümumi kosmetik tərkib hissəsi olan kollagenin tərkibində dərini yumşaq saxlayan amin turşuları da var.Kobudluq və solğunluq kimi dəri problemləri böyük ölçüdə amin turşularının olmaması ilə bağlıdır. Bir araşdırma göstərdi ki, bir amin turşusunun məlhəmlə qarışdırılması dəri yanıqlarını aradan qaldırdı və təsirlənmiş bölgələr keloid çapıqlarına çevrilmədən normal vəziyyətinə qayıtdı.
Amin turşularının zədələnmiş kütiküllərə qulluqda da çox faydalı olduğu aşkar edilmişdir.Quru, formasız saçlar, ciddi zədələnmiş təbəqə korneumunda amin turşularının konsentrasiyasının azaldığını göstərə bilər. Amin turşuları kütikuladan saç şaftına nüfuz etmək və dəridən nəm çəkmək qabiliyyətinə malikdir.Amin turşusu əsaslı səthi aktiv maddələrin bu qabiliyyəti onları şampunlarda, saç boyalarında, yumşaldıcılarda, saç kondisionerlərində çox faydalı edir və amin turşularının olması saçları güclü edir.
11 Gündəlik kosmetikada tətbiqlər
Hazırda bütün dünyada amin turşusu əsaslı yuyucu vasitələrə tələbat artır.AAS-nın daha yaxşı təmizləmə qabiliyyəti, köpüklənmə qabiliyyəti və parça yumşaldıcı xüsusiyyətləri məlumdur ki, bu da onları məişət yuyucu vasitələr, şampunlar, bədən yuma vasitələri və digər tətbiqlər üçün uyğun edir.Aspartik turşudan əldə edilən amfoter AAS-nin xelatlaşdırıcı xüsusiyyətlərə malik yüksək effektiv yuyucu vasitə olduğu bildirilir. N-alkil-β-aminoetoksi turşularından ibarət yuyucu maddələrin istifadəsi dərinin qıcıqlanmasını azaldır. N-kokoil-β-aminopropionatdan ibarət maye yuyucu vasitənin metal səthlərdəki yağ ləkələri üçün effektiv yuyucu vasitə olduğu bildirilmişdir. Aminokarboksilik turşu səthi aktiv maddə, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa da daha yaxşı yuyucu xüsusiyyətə malikdir və tekstil, xalça, saç, şüşə və s. təmizləmək üçün istifadə olunur. 2-hidroksi-3-aminopropion turşusu-N,N- asetoasetik turşu törəməsinin yaxşı kompleksləşmə qabiliyyətinə malik olduğu məlumdur və beləliklə, ağardıcı maddələrə sabitlik verir.
N-(N'-uzun zəncirli asil-β-alanil)-β-alanin əsasında yuyucu vasitələrin hazırlanması Keigo və Tatsuya tərəfindən daha yaxşı yuyulma qabiliyyəti və dayanıqlığı, asan köpüyü qırmaq və yaxşı parça yumşaltmaq üçün patentlərində bildirilmişdir. . Kao, N-Asil-1 -N-hidroksi-β-alanin əsasında yuyucu vasitə hazırladı və dərinin aşağı qıcıqlanmasını, yüksək suya davamlılığını və yüksək ləkə çıxarma gücünü bildirdi.
Yaponiyanın Ajinomoto şirkəti şampunlar, yuyucu vasitələr və kosmetika məhsullarının əsas tərkib hissəsi kimi L-qlutamik turşusu, L-arginin və L-lizin əsasında aşağı zəhərli və asanlıqla parçalana bilən AAS-dan istifadə edir (Şəkil 13). Yuyucu vasitələrdə olan ferment əlavələrinin zülal çirklənməsini aradan qaldırmaq qabiliyyəti də bildirilmişdir. Glutamik turşu, alanin, metilglisin, serin və aspartik turşudan əldə edilən N-asil AAS-ın sulu məhlullarda əla maye yuyucu vasitə kimi istifadə olunduğu bildirilmişdir. Bu səthi aktiv maddələr çox aşağı temperaturda belə özlülüyü heç bir şəkildə artırmır və bircins köpüklər əldə etmək üçün köpükləndirici qurğunun saxlama qabından asanlıqla köçürülə bilər.
Göndərmə vaxtı: 09 iyun 2022-ci il