Осы мақаланың мазмұны:
1. Амин қышқылдарының дамуы
2. Құрылымдық қасиеттері
3. Химиялық құрамы
4.Классификация
5. Синтез
6. Физико-химиялық қасиеттері
7. Уыттылық
8. Микробқа қарсы белсенділігі
9. Реологиялық қасиеттері
10. Косметика өнеркәсібіндегі қолдану
11. Күнделікті косметикадағы қолданулар
Амин қышқылы беттік белсенді заттар (AAS)гидрофобты топтарды бір немесе бірнеше аминқышқылдарымен біріктіру арқылы түзілетін беттік белсенді заттар класы. Бұл жағдайда аминқышқылдары синтетикалық немесе ақуыз гидролизаттарынан немесе ұқсас жаңартылатын көздерден алынуы мүмкін. Бұл мақалада AAS үшін қол жетімді синтетикалық жолдардың көпшілігінің егжей-тегжейлері және әртүрлі жолдардың соңғы өнімнің физика-химиялық қасиеттеріне әсері, соның ішінде ерігіштік, дисперсия тұрақтылығы, уыттылық және биоыдырағыштық қамтылады. Сұраныс артып отырған беттік белсенді заттардың класы ретінде, олардың өзгермелі құрылымына байланысты AAS әмбебаптығы көптеген коммерциялық мүмкіндіктерді ұсынады.
Беттік белсенді заттардың жуғыш заттарда, эмульгаторларда, коррозияға қарсы ингибиторларда, үшінші реттік мұнай алуда және фармацевтикада кеңінен қолданылатынын ескере отырып, зерттеушілер беттік белсенді заттарға көңіл бөлуді тоқтатқан емес.
Беттік-белсенді заттар бүкіл әлемде күнделікті көп мөлшерде тұтынылатын және су ортасына теріс әсер ететін ең өкілді химиялық өнімдер болып табылады.Зерттеулер көрсеткендей, дәстүрлі беттік белсенді заттарды кеңінен қолдану қоршаған ортаға теріс әсер етуі мүмкін.
Бүгінгі таңда уыттылық, биологиялық ыдырау және биоүйлесімділік тұтынушылар үшін беттік белсенді заттардың пайдалылығы мен өнімділігі сияқты маңызды.
Биосурфактанттар - бұл бактериялар, саңырауқұлақтар және ашытқылар сияқты микроорганизмдер арқылы табиғи түрде синтезделетін немесе жасушадан тыс бөлінетін экологиялық таза тұрақты беттік белсенді заттар.Сондықтан биосурфактанттарды фосфолипидтер, алкилгликозидтер және ацил аминқышқылдары сияқты табиғи амфифильді құрылымдарды имитациялау үшін молекулалық дизайн арқылы да дайындауға болады.
Амин қышқылы беттік белсенді заттар (AAS)әдетте мал немесе ауылшаруашылық шикізатынан алынатын типтік беттік белсенді заттардың бірі болып табылады. Соңғы екі онжылдықта AAS ғалымдардың жаңа беттік-белсенді заттар ретінде үлкен қызығушылығын тудырды, себебі оларды жаңартылатын ресурстардан синтездеуге ғана емес, сонымен қатар AAS оңай ыдырайтын және зиянсыз жанама өнімдері болғандықтан, оларды қауіпсіз етеді. қоршаған орта.
AAS құрамында амин қышқылдары топтары (HO 2 C-CHR-NH 2) немесе амин қышқылы қалдықтары (HO 2 C-CHR-NH-) бар аминқышқылдарынан тұратын беттік белсенді заттар класы ретінде анықтауға болады. Амин қышқылдарының 2 функционалды аймағы әртүрлі беттік белсенді заттардың алуына мүмкіндік береді. Барлығы 20 стандартты протеиногендік аминқышқылдары табиғатта бар екені белгілі және өсу мен тіршілік әрекетіндегі барлық физиологиялық реакцияларға жауап береді. Олар бір-бірінен R қалдығы бойынша ғана ерекшеленеді (1-сурет, pk a – ерітіндінің қышқылдық диссоциация константасының теріс логарифмі). Кейбіреулер полярлы емес және гидрофобты, кейбіреулері полярлы және гидрофильді, кейбіреулері негіздік және кейбіреулері қышқыл.
Амин қышқылдары жаңартылатын қосылыстар болғандықтан, амин қышқылдарынан синтезделген беттік белсенді заттар да тұрақты және экологиялық таза болу мүмкіндігіне ие. Қарапайым және табиғи құрылымы, төмен уыттылығы және тез биоыдырағыштығы оларды әдеттегі беттік белсенді заттардан жоғары етеді. Жаңартылатын шикізатты (мысалы, аминқышқылдары және өсімдік майлары) пайдалана отырып, AAS әртүрлі биотехнологиялық жолдармен және химиялық жолмен өндірілуі мүмкін.
20 ғасырдың басында амин қышқылдары беттік белсенді заттардың синтезі үшін субстрат ретінде қолданыла бастады.AAS негізінен фармацевтикалық және косметикалық формаларда консерванттар ретінде қолданылды.Сонымен қатар, AAS әртүрлі ауру тудыратын бактерияларға, ісіктерге және вирустарға қарсы биологиялық белсенді екендігі анықталды. 1988 жылы арзан AAS қол жетімділігі жер үсті белсенділігіне зерттеу қызығушылығын тудырды. Бүгінгі таңда биотехнологияның дамуымен кейбір аминқышқылдары ашытқылар арқылы коммерциялық түрде кең ауқымда синтезделе алады, бұл жанама түрде AAS өндірісінің экологиялық таза екенін дәлелдейді.
01 Амин қышқылдарының дамуы
Табиғи амин қышқылдары алғаш ашылған 19 ғасырдың басында-ақ олардың құрылымдары амфифилдерді дайындау үшін шикізат ретінде қолдануға болатын өте құнды деп болжанған. AAS синтезі бойынша бірінші зерттеуді 1909 жылы Бонди хабарлады.
Бұл зерттеуде N-ацилглицин және N-ацилаланин беттік белсенді заттар үшін гидрофильді топтар ретінде енгізілді. Кейінгі жұмыстар глицин мен аланинді пайдалана отырып, липоАмин қышқылдарының (ААС) синтезін қамтыды және Хентрих және т.б. қорытындылар сериясын жариялады,ацилсаркозинат пен ацил аспартат тұздарын тұрмыстық тазалау құралдарында (мысалы, сусабындар, жуғыш заттар және тіс пасталары) беттік белсенді заттар ретінде пайдалану туралы бірінші патенттік өтінімді қоса алғанда.Кейіннен көптеген зерттеушілер ацил аминқышқылдарының синтезі мен физика-химиялық қасиеттерін зерттеді. Бүгінгі таңда AAS синтезі, қасиеттері, өнеркәсіптік қолданылуы және биоыдырағыштығы туралы көптеген әдебиеттер жарияланды.
02 Құрылымдық қасиеттер
AAS май қышқылдарының полярлы емес гидрофобты тізбектері құрылымы, тізбек ұзындығы және саны бойынша әртүрлі болуы мүмкін.AAS құрылымдық әртүрлілігі мен жоғары беттік белсенділігі олардың кең композициялық әртүрлілігін және физика-химиялық және биологиялық қасиеттерін түсіндіреді. AAS бас топтары амин қышқылдарынан немесе пептидтерден тұрады. Бас топтардағы айырмашылықтар осы беттік белсенді заттардың адсорбциясын, агрегациясын және биологиялық белсенділігін анықтайды. Содан кейін бас топтағы функционалды топтар AAS түрін анықтайды, соның ішінде катиондық, аниондық, иондық емес және амфотерлік. Гидрофильді амин қышқылдары мен гидрофобты ұзын тізбекті бөліктердің қосындысы молекуланы жоғары беттік белсенді ететін амфифильді құрылымды құрайды. Сонымен қатар, молекулада асимметриялық көміртек атомдарының болуы хиральды молекулалардың түзілуіне көмектеседі.
03 Химиялық құрамы
Барлық пептидтер мен полипептидтер осы 20-ға жуық α-протеиногенді α-амин қышқылдарының полимерлену өнімдері болып табылады. Барлық 20 α-амин қышқылдарының құрамында карбон қышқылының функционалдық тобы (-COOH) және амин функционалдық тобы (-NH 2) бар, екеуі де бірдей тетраэдрлік α-көміртек атомына қосылған. Амин қышқылдары бір-бірінен α-көміртекке қосылған әр түрлі R топтарымен ерекшеленеді (лицинді қоспағанда, мұнда R тобы сутегі болып табылады.) R топтары құрылымы, мөлшері және заряды (қышқылдық, сілтілік) бойынша әр түрлі болуы мүмкін. Бұл айырмашылықтар аминқышқылдарының судағы ерігіштігін де анықтайды.
Амин қышқылдары хиральды (глициннен басқа) және табиғаты бойынша оптикалық белсенді, өйткені олардың альфа көміртегімен байланысқан төрт түрлі алмастырғыштары бар. Амин қышқылдарының екі ықтимал конформациясы бар; олар L-стереоизомерлер саны айтарлықтай жоғары болғанына қарамастан, бір-бірінің қайталанбайтын айна бейнесі болып табылады. Кейбір амин қышқылдарында (фенилаланин, тирозин және триптофан) бар R-тобы 280 нм-де максималды ультракүлгін сіңуіне әкелетін арыл болып табылады. Аминоқышқылдардағы қышқыл α-COOH және негізгі α-NH 2 иондануға қабілетті және екі стереоизомерлер де, олардың қайсысы болса да, төменде көрсетілген иондану тепе-теңдігін құрады.
R-COOH ↔R-COO-＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Жоғарыдағы иондану тепе-теңдігінде көрсетілгендей, аминқышқылдарының құрамында кем дегенде екі әлсіз қышқылдық топ болады; дегенмен карбоксил тобы протондалған амин тобымен салыстырғанда әлдеқайда қышқыл. рН 7,4, карбоксил тобы протонданған, ал амин тобы протонданған. Иондалмаған R топтары бар аминқышқылдары осы рН-да электрлік бейтарап болып, цвиттерион түзеді.
04 Классификация
AAS төрт критерийге сәйкес жіктелуі мүмкін, олар төменде кезекпен сипатталған.
4.1 Шығу тегі бойынша
| Шығу тегі бойынша AAS келесідей 2 санатқа бөлуге болады. ① Табиғи категория Құрамында аминқышқылдары бар кейбір табиғи қосылыстар беттік/фаза аралық керілуді азайтуға қабілетті, ал кейбіреулері тіпті гликолипидтердің тиімділігінен асып түседі. Бұл AAS липопептидтер деп те аталады. Липопептидтер әдетте Bacillus түрлерімен өндірілетін төмен молекулалық қосылыстар болып табылады.
Мұндай AAS қосымша 3 ішкі сыныпқа бөлінеді:сурфактин, итурин және фенгицин.
|
| Беттік-белсенді пептидтер тобына әртүрлі заттардың гептапептидтік нұсқалары кіреді,C12-C16 қанықпаған β-гидрокси май қышқылы тізбегі пептидпен байланысқан 2а суретінде көрсетілгендей. Беттік-активті пептид макроциклді лактон болып табылады, онда сақина β-гидрокси май қышқылының С-терминусы мен пептид арасында катализ арқылы жабылады. Итуриннің қосалқы сыныбында алты негізгі нұсқа бар, атап айтқанда итурин А және С, микосубтилин және бацилломицин D, F және L.Барлық жағдайларда гептапептидтер β-амин май қышқылдарының C14-C17 тізбегімен байланысқан (тізбектер әртүрлі болуы мүмкін). Экуримициндер жағдайында β-позициядағы амин тобы С-терминусымен амидтік байланыс құра алады, осылайша макроциклді лактамдық құрылымды құрайды.
Фенгицин қосалқы сыныбында фенгицин А және В бар, олар Tyr9 D-конфигурацияланған кезде плипастатин деп те аталады.Декапептид C14-C18 қаныққан немесе қанықпаған β-гидрокси май қышқылының тізбегімен байланысты. Құрылымдық жағынан плипастатин де макроциклді лактон болып табылады, оның құрамында пептидтер тізбегінің 3-позициясында Тир бүйірлік тізбегі бар және С-терминалының қалдығымен күрделі эфирлік байланыс түзеді, осылайша ішкі сақина құрылымын құрайды (көптеген Pseudomonas липопептидтеріндегідей).
② Синтетикалық санат AAS қышқылдық, негіздік және бейтарап амин қышқылдарының кез келгенін пайдалану арқылы да синтезделеді. AAS синтезі үшін қолданылатын қарапайым аминқышқылдары - глутамин қышқылы, серин, пролин, аспарагин қышқылы, глицин, аргинин, аланин, лейцин және ақуыз гидролизаттары. Беттік белсенді заттардың бұл ішкі класын химиялық, ферментативті және хемоферменттік әдістермен дайындауға болады; дегенмен, AAS өндіру үшін химиялық синтез экономикалық тұрғыдан тиімдірек. Жалпы мысалдарға N-лауроил-L-глутамин қышқылы және N-пальмитоил-L-глутамин қышқылы жатады.
|
4.2 Алифаттық тізбекті алмастырғыштарға негізделген
Алифаттық тізбекті алмастырғыштар негізінде амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттарды 2 түрге бөлуге болады.
Орынбасардың орнына сәйкес
| ①N алмастырылған AAS N-алмастырылған қосылыстарда амин тобы липофильді топпен немесе карбоксил тобымен ауыстырылады, нәтижесінде негіздік жоғалады. N-алмастырылған AAS-тің қарапайым мысалы - негізінен анионды беттік белсенді заттар болып табылатын N-ацил аминқышқылдары. n-алмастырылған AAS гидрофобты және гидрофильді бөліктер арасында бекітілген амидтік байланысқа ие. Амидтік байланыстың сутектік байланыс түзу қабілеті бар, ол қышқыл ортада осы беттік белсенді заттың ыдырауын жеңілдетеді, осылайша оны биоыдырауға қабілетті етеді.
②C алмастырылған AAS С-алмастырылған қосылыстарда орынбасу карбоксил тобында (амид немесе эфир байланысы арқылы) жүреді. С-алмастырылған типтік қосылыстар (мысалы, күрделі эфирлер немесе амидтер) негізінен катионды беттік белсенді заттар болып табылады.
③N- және C-алмастырылған AAS БАЗ-дың бұл түрінде амин және карбоксил топтары гидрофильді бөлік болып табылады. Бұл түрі негізінен амфотерлі беттік белсенді зат болып табылады. |
4.3 Гидрофобты құйрықтардың саны бойынша
Бас топтары мен гидрофобты құйрықтардың санына қарай AAS төрт топқа бөлуге болады. Тікелей тізбекті AAS, Gemini (димер) типті AAS, глицеролипидті типті AAS және қос фальді амфифилді (Бола) типті AAS. түзу тізбекті беттік белсенді заттар – бір ғана гидрофобты құйрығы бар аминқышқылдарынан тұратын беттік белсенді заттар (3-сурет). Gemini типті AAS екі амин қышқылының полярлы бас тобына және бір молекулаға екі гидрофобты құйрығына ие (4-сурет). Құрылымның бұл түрінде екі түзу тізбекті AAS бір-бірімен аралықпен байланысқан және сондықтан оларды димер деп те атайды. Глицеролипидті типтегі AAS-да, екінші жағынан, екі гидрофобты құйрық бір амин қышқылының бас тобына бекітілген. Бұл беттік белсенді заттарды моноглицеридтердің, диглицеридтердің және фосфолипидтердің аналогтары ретінде қарастыруға болады, ал Бола типті AAS-те екі аминқышқылының бас топтары гидрофобты құйрықпен байланысқан.
4.4 Бас топтың түріне қарай
①катиондық AAS
БАЗ түрінің бас тобы оң зарядқа ие. Ең ерте катиондық AAS - пирролидон карбоксилаты болып табылатын этилкокоил аргинаты. Бұл беттік-белсенді заттың бірегей және әртүрлі қасиеттері оны дезинфекциялау құралдарында, микробқа қарсы агенттерде, антистатикалық агенттерде, шаш кондиционерлерінде пайдалы етеді, сонымен қатар көзге және теріге жұмсақ және оңай биоыдыратылады. Сингаре мен Мхатре аргинин негізіндегі катиондық AAS синтездеп, олардың физика-химиялық қасиеттерін бағалады. Бұл зерттеуде олар Шоттен-Бауман реакциясының шарттарын қолдану арқылы алынған өнімдердің жоғары өнімділігін мәлімдеді. Алкил тізбегінің ұзындығы мен гидрофобтылығы артқан сайын беттік белсенді заттың беттік белсенділігі артып, критикалық мицелла концентрациясы (смc) төмендейтіні анықталды. Тағы біреуі шаш күтімі өнімдерінде кондиционер ретінде жиі қолданылатын төрттік ацил протеині.
②Анионды AAS
Анионды БАЗ-да БАЗ-дың полярлы бас тобы теріс зарядқа ие. Саркозин (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-метилглицин), әдетте теңіз кірпілері мен теңіз жұлдыздарында кездесетін амин қышқылы, табылған негізгі амин қышқылы глицинмен (NH 2 -CH 2 -COOH,) химиялық байланысты. сүтқоректілердің жасушаларында. -COOH,) сүтқоректілердің жасушаларында кездесетін негізгі амин қышқылы болып табылатын глицинмен химиялық байланысты. Саркозинатты беттік белсенді заттарды синтездеу үшін әдетте лаурин қышқылы, тетрадекан қышқылы, олеин қышқылы және олардың галогенидтері мен күрделі эфирлері қолданылады. Саркосинаттар табиғи түрде жұмсақ, сондықтан әдетте ауыз шайғыштар, сусабындар, қырыну көбіктері, күннен қорғайтын кремдер, теріні тазартқыштар және басқа косметикалық өнімдерде қолданылады.
Коммерциялық қол жетімді басқа анионды AAS құрамына Amisoft CS-22 және AmiliteGCK-12 кіреді, олар сәйкесінше натрий N-кокоил-L-глутамат және калий N-кокоил глицинатының сауда атаулары болып табылады. Амилит көбік көбік түзетін агент, жуғыш зат, еріткіш, эмульгатор және дисперсия ретінде пайдаланылады және сусабындар, ваннаға арналған сабындар, дене жууға арналған құралдар, тіс пасталары, бет тазартқыштар, тазартқыш сабындар, контактілі линзаларды тазартқыштар және тұрмыстық беттік белсенді заттар сияқты косметикада көптеген қолданбаларға ие. Amisoft жұмсақ теріні және шашты тазартқыш ретінде, негізінен бет пен денені тазартқыштарда, синтетикалық синтетикалық жуғыш заттарда, дене күтіміне арналған құралдарда, сусабындарда және басқа да тері күтімі өнімдерінде қолданылады.
③zwitterion немесе amfoteric AAS
Амфотерлі беттік белсенді заттардың құрамында қышқылдық та, негіздік те те бар, сондықтан рН мәнін өзгерту арқылы зарядтарын өзгерте алады. Сілтілік ортада олар анионды БАЗ сияқты әрекет етеді, ал қышқыл ортада катиондық БАЗ сияқты, ал бейтарап ортада амфотерлі БАЗ сияқты әрекет етеді. Лавриллизин (LL) және алкокси (2-гидроксипропил) аргинин - аминқышқылдарына негізделген жалғыз белгілі амфотерлі беттік белсенді заттар. LL - лизин мен лаурин қышқылының конденсация өнімі. Амфотерлі құрылымына байланысты LL өте сілтілі немесе қышқыл еріткіштерден басқа еріткіштердің барлық дерлік түрлерінде ерімейді. Органикалық ұнтақ ретінде LL гидрофильді беттерге тамаша адгезияға және төмен үйкеліс коэффициентіне ие, бұл беттік белсенді затқа тамаша майлау қабілетін береді. LL теріге арналған кремдер мен шашқа арналған кондиционерлерде кеңінен қолданылады, сонымен қатар майлаушы ретінде де қолданылады.
④Ниондық емес AAS
Ноиондық емес беттік белсенді заттар ресми зарядтары жоқ полярлы бас топтарымен сипатталады. сегіз жаңа этоксилденген иондық емес беттік белсенді заттар Al-Sabagh және т.б. майда еритін α-амин қышқылдарынан. Бұл процесте L-фенилаланин (LEP) және L-лейцин алдымен гексадеканолмен, содан кейін пальмитин қышқылымен амидациядан өтіп, екі амид пен α-амин қышқылдарының екі эфирін берді. Содан кейін амидтер мен күрделі эфирлер этилен оксидімен конденсациялану реакцияларынан өтіп, полиоксиэтилен бірліктерінің саны әртүрлі (40, 60 және 100) үш фенилаланин туындысын алды. Бұл иондық емес AAS жақсы жуғыш және көбік түзетін қасиеттерге ие екені анықталды.
05 Синтез
5.1 Негізгі синтетикалық жол
AAS-те гидрофобты топтар амин немесе карбон қышқылдарының учаскелеріне немесе аминқышқылдарының бүйірлік тізбектері арқылы қосылуы мүмкін. Осының негізінде 5-суретте көрсетілгендей төрт негізгі синтетикалық жол бар.
5-сурет Амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттардың негізгі синтез жолдары
| Жол 1. Амфифильді күрделі эфир аминдері этерификация реакциялары арқылы өндіріледі, бұл жағдайда беттік-белсенді заттардың синтезі әдетте сусыздандырғыш және қышқылдық катализатордың қатысуымен майлы спирттер мен аминқышқылдарын қайта тоғыту арқылы жүзеге асады. Кейбір реакцияларда күкірт қышқылы катализатор ретінде де, сусыздандырғыш ретінде де әрекет етеді.
Жол 2. Белсендірілген аминқышқылдары алкиламиндермен әрекеттесіп, амидтік байланыстар түзеді, нәтижесінде амфифилді амидоаминдер синтезделеді.
Жол 3. Амидоқышқылдары амин қышқылдарының амин топтарын амидоқышқылдарымен әрекеттесу арқылы синтезделеді.
Жол 4. Ұзын тізбекті алкил аминқышқылдары амин топтарының галоалкандармен әрекеттесуі арқылы синтезделді. |
5.2 Синтез және өндірістің жетістіктері
5.2.1 Бір тізбекті амин қышқылы/пептидті беттік белсенді заттардың синтезі
N-ацил немесе О-ацил аминқышқылдары немесе пептидтер амин немесе гидроксил топтарының май қышқылдарымен ферменттік катализденген ацилденуі арқылы синтезделеді. Аминоқышқыл амидінің немесе метил эфир туындыларының еріткішсіз липаза-катализделген синтезі туралы ең ерте есепте Candida antarctica пайдаланылды, кірістілігі мақсатты амин қышқылына байланысты 25%-дан 90%-ға дейін. Метил этил кетон кейбір реакцияларда еріткіш ретінде де қолданылған. Vonderhagen және т.б. сондай-ақ су мен органикалық еріткіштердің (мысалы, диметилформамид/су) және метил бутил кетон қоспасын пайдалана отырып, аминқышқылдарының, ақуыз гидролизаттарының және/немесе олардың туындыларының липаза және протеаза-катализделген N-ацилдену реакцияларын сипаттады.
Алғашқы күндерде ААС-тың ферменттік катализденген синтезінің негізгі мәселесі төмен өнімділік болды. Valivety және т.б. N-тетрадеканойл амин қышқылы туындыларының шығымы әртүрлі липазаларды қолданғаннан кейін және 70°C-та көп күн бойы инкубациялаудан кейін де тек 2%-10% құрады. Монте т.б. май қышқылдары мен өсімдік майларын қолдану арқылы N-ациллизин синтезінде аминқышқылдарының төмен шығымдылығына қатысты мәселелер де кездесті. Олардың айтуынша, еріткішсіз жағдайда және органикалық еріткіштерді қолданғанда өнімнің максималды шығымы 19% құрады. дәл осындай мәселе Valivety және т.б. N-Cbz-L-лизин немесе N-Cbz-лизин метил эфирінің туындыларының синтезінде.
Бұл зерттеуде олар N-қорғалған серинді субстрат ретінде және Novozyme 435-ті катализатор ретінде балқытылған еріткішсіз ортада пайдаланған кезде 3-O-tetradecanoyl-L-сериннің шығымы 80% болды деп мәлімдеді. Нагао мен Кито липазаны пайдаланған кезде L-сериннің, L-гомозириннің, L-треониннің және L-тирозиннің (LET) O-ацилденуін зерттеді Реакция нәтижелері (липазаны Candida cylindracea және Rhizopus delemar су буферлік ортада алды) және L-гомосерин мен L-сериннің ацилдену шығымы біршама төмен болғанын, ал L-треонин мен LET ацилденуі болмағанын хабарлады.
Көптеген зерттеушілер үнемді AAS синтезі үшін арзан және оңай қол жетімді субстраттарды пайдалануды қолдады. Soo және т.б. пальма майы негізіндегі беттік белсенді заттарды дайындау иммобилизацияланған липоферментпен жақсы жұмыс істейді деп мәлімдеді. Олар көп уақытты қажет ететін реакцияға қарамастан (6 күн) өнімдердің шығымдылығы жақсы болатынын атап өтті. Герова және т.б. циклдік/расемиялық қоспадағы метионин, пролин, лейцин, треонин, фенилаланин және фенилглицин негізінде хиральды N-пальмитойл ААС синтезі мен беттік белсенділігін зерттеді. Панг және Чу ерітіндідегі амин қышқылы негізіндегі мономерлердің және дикарбон қышқылы негізіндегі мономерлердің синтезін сипаттады. Функционалды және биоыдырайтын амин қышқылы негізіндегі полиамидті эфирлердің сериясы ерітіндідегі коконденсация реакциялары арқылы синтезделді.
Кантеузен мен Геррейро Boc-Ala-OH және Boc-Asp-OH карбон қышқылы топтарының еріткіш ретінде дихлорометанмен және катализатор ретінде 4В (Сефароза 4В) агарозасы бар ұзын тізбекті алифаттық спирттермен және диолдармен этерификациясы туралы хабарлады. Бұл зерттеуде Boc-Ala-OH-ның 16 көміртегіге дейінгі майлы спирттермен реакциясы жақсы өнім берді (51%), ал Boc-Asp-OH 6 және 12 көміртегі үшін жақсырақ болды, сәйкес шығымы 63% [64]. ]. 99,9% шығымдылығы 58% -дан 76% -ға дейін, олар Cbz-Arg-OMe арқылы әртүрлі ұзын тізбекті алкиламиндермен амидтік байланыстар немесе майлы спирттермен күрделі эфирлік байланыстар түзу арқылы синтезделді, мұнда папаин катализатор ретінде әрекет етті.
5.2.2 Гемини негізіндегі амин қышқылы/пептидті беттік белсенді заттардың синтезі
Амин қышқылы негізіндегі гемин беттік-белсенді заттары бір-бірімен аралық топпен тікелей байланысқан екі түзу тізбекті AAS молекуласынан тұрады. Гемини типті амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттардың хемоферменттік синтезінің 2 мүмкін схемасы бар (6 және 7-суреттер). 6-суретте 2 аминқышқыл туындысы қосылыспен аралық топ ретінде әрекеттеседі, содан кейін 2 гидрофобты топ енгізіледі. 7-суретте 2 түзу тізбекті құрылым екі функционалды аралық топпен тікелей байланысқан.
Гемини липомамин қышқылдарының ферменттік катализделген синтезінің ең ерте дамуы Valivety және т.б. Йошимура және т.б. цистин және н-алкил бромид негізіндегі амин қышқылы негізіндегі геминдік беттік белсенді заттың синтезін, адсорбциясын және агрегациясын зерттеді. Синтезделген беттік белсенді заттар сәйкес мономерлі беттік белсенді заттармен салыстырылды. Фаустино және т.б. L-цистин, D-цистин, DL-цистин, L-цистеин, L-метионин және L-сульфоаланин негізіндегі анионды мочевина негізіндегі мономерлі ААС синтезін және олардың өткізгіштік, тепе-теңдік беттік керілу және тұрақтылық арқылы геминді жұптарын сипаттады. -олардың күйінің флуоресценттік сипаттамасы. Мономер мен геминді салыстыру арқылы геминдердің смc мәні төмен екендігі көрсетілді.
6-сурет. АА туындылары мен аралық қосқышты пайдаланып gemini AAS синтезі, содан кейін гидрофобты топты енгізу
Сурет.7 Бифункционалды аралық пен AAS көмегімен gemini AAS синтезі
5.2.3 Глицеролипидті амин қышқылы/пептидті беттік белсенді заттардың синтезі
Глицеролипидті амин қышқылы/пептидті беттік-белсенді заттар – глицерин магистральімен байланысқан бір амин қышқылы бар бір немесе екі май тізбегінің құрылымына байланысты глицерин моно- (немесе ди-) эфирлері мен фосфолипидтердің құрылымдық аналогтары болып табылатын липидті аминқышқылдарының жаңа класы. эфирлік байланыс арқылы. Бұл беттік белсенді заттардың синтезі жоғары температурада және қышқылдық катализатордың қатысуымен (мысалы, BF 3) аминқышқылдарының глицерин эфирлерін дайындаудан басталады. Ферменттік катализделген синтез (катализатор ретінде гидролазаларды, протеазаларды және липазаларды пайдалану) да жақсы нұсқа болып табылады (8-сурет).
Папаинді пайдалана отырып, дилаурилденген аргинин глицеридтерінің конъюгаттарының ферменттік катализденген синтезі туралы хабарланды. Ацетиларгининнен диациглицерин күрделі эфир конъюгаттарының синтезі және олардың физика-химиялық қасиеттерін бағалау туралы да хабарланды.
8-сурет моно және диациглицерин аминқышқылдарының конъюгаттарының синтезі
аралық қосқыш: NH-(CH2)10-NH: B1 қосылысы
бөлгіш: NH-C6H4-NH: B2 қосылысы
бөлгіш: CH2-Ч2: қосылысВ3
9-сурет Трис(гидроксиметил)аминометаннан алынған симметриялық амфифилдердің синтезі
5.2.4 Бала негізіндегі амин қышқылы/пептидті беттік белсенді заттардың синтезі
Амин қышқылы негізіндегі бала типті амфифилдерде бір гидрофобты тізбекпен байланысқан 2 амин қышқылы бар. Franceschi және т.б. бала типті амфифилдердің 2 амин қышқылымен (D- немесе L-аланин немесе L-гистидин) және әртүрлі ұзындықтағы 1 алкил тізбегімен синтезін сипаттап, олардың беттік белсенділігін зерттеді. Олар жаңа бала типті амфифилдердің аминқышқылдық фракциясымен (не сирек кездесетін β-амин қышқылын немесе спиртті пайдалана отырып) және C12-C20 спрей тобымен синтезі мен агрегациясын талқылайды. Пайдаланылатын сирек β-амин қышқылдары қант амин қышқылы, азидотимин (AZT) туынды амин қышқылы, норборен амин қышқылы және AZT алынған аминоспирт болуы мүмкін (9-сурет). трис(гидроксиметил)аминометаннан (Трис) алынған симметриялық бала типті амфифилдердің синтезі (9-сурет).
06 Физико-химиялық қасиеттері
Амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттар (ААС) табиғаты бойынша алуан түрлі және жан-жақты және жақсы ерігіштік, жақсы эмульгирлеу қасиеттері, жоғары тиімділік, жоғары беттік белсенділік көрсеткіштері және қатты суға (кальций ионы) жақсы төзімділік сияқты көптеген қолданбаларда жақсы қолдануға болатыны белгілі. төзімділік).
Амин қышқылдарының беттік-белсенді зат қасиеттеріне (мысалы, беттік керілу, смк, фазалық мінез-құлық және Крафт температурасы) сүйене отырып, ауқымды зерттеулерден кейін келесі қорытындыларға қол жеткізілді - AAS беттік белсенділігі оның әдеттегі БАЗ аналогынан жоғары.
6.1 Критикалық мицелла концентрациясы (смc)
Мицелланың критикалық концентрациясы беттік белсенді заттардың маңызды параметрлерінің бірі болып табылады және көптеген беттік белсенді қасиеттерді басқарады, мысалы, ерігіштік, жасуша лизисі және оның биофильмдермен әрекеттесуі және т.б. Жалпы алғанда, көмірсутек құйрығындағы тізбектің ұзындығын арттыру (гидрофобтылықтың жоғарылауы) азаюға әкеледі. беттік белсенді зат ерітіндісінің cmc мәнінде, осылайша оның беттік белсенділігін арттырады. Амин қышқылдарына негізделген беттік-белсенді заттар әдеттегі беттік-белсенді заттармен салыстырғанда әдетте төмен смc мәндеріне ие.
Бас топтары мен гидрофобты құйрықтардың әртүрлі комбинациялары арқылы (монокатионды амид, би-катионды амид, би-катионды амид негізіндегі эфир), Infante және т.б. үш аргинин негізіндегі AAS синтездеді және олардың cmc және γcmc (cmc бетіндегі керілу) зерттеді, бұл смc және γcmc мәндерінің гидрофобты құйрық ұзындығының ұлғаюымен азайғанын көрсетті. Басқа зерттеуде Сингаре мен Мхатре N-α-ациларгинин беттік белсенді заттардың cmc гидрофобты құйрық көміртегі атомдарының санының ұлғаюымен төмендейтінін анықтады (1-кесте).
Йошимура және т.б. цистеиннен алынған амин қышқылы негізіндегі гемин беттік белсенді заттардың cmc-ін зерттеді және гидрофобты тізбектегі көміртек тізбегі ұзындығын 10-нан 12-ге дейін ұлғайтқанда cmc төмендейтінін көрсетті. Көміртек тізбегінің ұзындығын 14-ке дейін одан әрі ұлғайту смc ұлғаюына әкелді, бұл ұзын тізбекті геминді беттік белсенді заттардың агрегацияға бейімділігінің төмен екендігін растады.
Фаустино және т.б. цистин негізіндегі анионды геминді беттік белсенді заттардың сулы ерітінділерінде аралас мицеллалардың түзілуін хабарлады. Сондай-ақ геминді беттік белсенді заттар сәйкес әдеттегі мономерлі беттік белсенді заттармен (C 8 Cys) салыстырылды. Липид-БАЗ қоспаларының cmc мәндері таза беттік-белсенді заттарға қарағанда төмен екендігі хабарланды. Gemini беттік белсенді заттар мен 1,2-дигептаноил-сн-глицерин-3-фосфохолин, суда еритін, мицелла түзетін фосфолипид, миллимолярлық деңгейде cmc болды.
Шрестха мен Арамаки қоспа тұздары жоқ араласқан амин қышқылы негізіндегі анионды емес беттік белсенді заттардың сулы ерітінділерінде тұтқыр серпімді құрт тәрізді мицеллалардың түзілуін зерттеді. Бұл зерттеуде N-додецил глутаматтың Крафт температурасы жоғары екендігі анықталды; алайда, L-лизиннің негізгі амин қышқылымен бейтараптандырылған кезде мицеллалар түзіліп, ерітінді 25 °C температурада Ньютон сұйықтығы сияқты әрекет ете бастады.
6.2 Суда жақсы ерігіштік
AAS суда жақсы ерігіштігі қосымша CO-NH байланыстарының болуына байланысты. Бұл сәйкес кәдімгі беттік белсенді заттарға қарағанда AAS биологиялық ыдырайтын және экологиялық таза етеді. N-ацил-L-глутамин қышқылының суда ерігіштігі оның 2 карбоксил тобына байланысты одан да жақсы. Cn(CA) 2 суда ерігіштігі де жақсы, себебі 1 молекулада 2 иондық аргинин тобы бар, бұл жасуша интерфейсінде тиімдірек адсорбция мен диффузияға және тіпті төмен концентрацияларда тиімді бактериялық тежелуге әкеледі.
6.3 Крафт температурасы және Крафт нүктесі
Крафт температурасын ерігіштігі белгілі бір температурадан күрт жоғарылайтын беттік белсенді заттардың ерекше ерігіштік әрекеті ретінде түсінуге болады. Иондық беттік белсенді заттар судан тұнбаға түсуі мүмкін қатты гидраттарды түзуге бейім. Белгілі бір температурада (Крафт температурасы деп аталады) әдетте беттік белсенді заттардың ерігіштігінің күрт және үзіліссіз жоғарылауы байқалады. Иондық беттік белсенді заттың Крафт нүктесі оның смc температурасындағы Крафт температурасы.
Бұл ерігіштік сипаттамасы әдетте иондық беттік белсенді заттар үшін көрінеді және оны былай түсіндіруге болады: БАЗ бос мономерінің ерігіштігі Крафт температурасынан төмен Крафт нүктесіне жеткенше шектеледі, мұнда мицелла түзілуіне байланысты оның ерігіштігі біртіндеп артады. Толық ерігіштігін қамтамасыз ету үшін Крафт нүктесінен жоғары температурада беттік белсенді заттардың рецептураларын дайындау қажет.
AAS Крафт температурасы зерттелді және кәдімгі синтетикалық беттік белсенді заттармен салыстырылды. Шреста мен Арамаки аргинин негізіндегі AAS Крафт температурасын зерттеп, мицеллалардың критикалық концентрациясы 2-5-тен жоғары мицеллалар түріндегі агрегация әрекетін көрсететінін анықтады. ×10-6 моль-L-1, содан кейін қалыпты мицелла түзілді (Ohta және т.б. N-гексадеконоил AAS алты түрлі түрін синтездеді және олардың Крафт температурасы мен аминқышқылдарының қалдықтары арасындағы байланысты талқылады.
Тәжірибелерде N-гексадеканоил ААС-тың Крафт температурасы аминқышқылдары қалдықтарының мөлшері азайған сайын (фенилаланин ерекше) өсетіні, ал ерігіштік жылуы (жылуды сіңіру) аминқышқылдары қалдықтарының мөлшерінің азаюымен (жылу сіңіру) жоғарылайтыны анықталды. глицин мен фенилаланинді қоспағанда). Аланин және фенилаланин жүйелерінде DL әрекеттесу N-гексадеканоил AAS тұзының қатты түріндегі LL әрекеттесуінен күштірек деген қорытындыға келді.
Брито және т.б. дифференциалды сканерлеу микрокалориметриясының көмегімен жаңа амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттардың үш сериясының Крафт температурасын анықтады және трифторацетат ионын йодид ионына өзгерту Крафт температурасының (шамамен 6 °C) 47 ° C-тан 53 ° C-қа дейін айтарлықтай жоғарылауына әкелетінін анықтады C. Ұзын тізбекті Ser-туындыларында цис-қос байланыстардың болуы және қанықпау Краффт температурасының айтарлықтай төмендеуіне әкелді. n-Dodecyl глутаматтың Крафт температурасының жоғары екендігі хабарланды. Алайда L-лизиннің негізгі амин қышқылымен бейтараптандыру нәтижесінде 25 °C температурада Ньютондық сұйықтықтар сияқты әрекет ететін ерітіндіде мицеллалар пайда болды.
6.4 Беттік керілу
Беттік активті заттардың беттік керілу гидрофобты бөліктің тізбек ұзындығына байланысты. Чжан т.б. натрий кокоил глицинатының беттік керілуін Вильгельми пластина әдісімен (25±0,2)°С анықтады және смc кезінде беттік керілу мәнін 33 мН-м -1 , смк 0,21 ммоль-Л -1 деп анықтады. Йошимура және т.б. 2C n Cys негізіндегі беттік белсенді агенттердің 2C n Cys типті амин қышқылы негізіндегі беттік керілуін анықтады. Cmc кезінде беттік керілу тізбек ұзындығының ұлғаюымен (n = 8-ге дейін) төмендейтіні анықталды, ал n = 12 немесе одан да көп тізбек ұзындығы бар беттік белсенді заттар үшін тенденция керісінше болды.
Дикарбоксилденген амин қышқылы негізіндегі беттік-белсенді заттардың беттік керілуіне CaC1 2 әсері де зерттелген. Бұл зерттеулерде CaC1 2 үш дикарбоксилденген амин қышқылы типті беттік белсенді заттардың (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 және C12 GluNa 2) сулы ерітінділеріне қосылды. cmc кейінгі плато мәндері салыстырылды және өте төмен CaC1 2 концентрацияларында беттік керілу төмендегені анықталды. Бұл кальций иондарының газ-су шекарасындағы беттік белсенді заттың орналасуына әсер етуіне байланысты. N-додециламинономалонат және N-додециласпартат тұздарының беттік керілулері, керісінше, 10 ммоль-Л -1 CaC1 2 концентрациясына дейін дерлік тұрақты болды. 10 ммоль-Л -1 жоғары, беттік керілу күрт артады, бұл беттік белсенді заттың кальций тұзының тұнбасының түзілуіне байланысты. N-додецил глутаматының динатрий тұзы үшін CaC1 2-нің қалыпты қосылуы беттік керілудің айтарлықтай төмендеуіне әкелді, ал CaC1 2 концентрациясының жалғасуы бұдан былай айтарлықтай өзгерістер туғызбайды.
Газ-су шекарасындағы гемини типті ААС адсорбциялық кинетикасын анықтау үшін максималды көпіршікті қысым әдісімен динамикалық беттік керілу анықталды. Нәтижелер ең ұзақ сынақ уақытында 2C 12 Cys динамикалық беттік керілу өзгермегенін көрсетті. Динамикалық беттік керілудің төмендеуі тек концентрацияға, гидрофобты құйрықтардың ұзындығына және гидрофобты құйрықтардың санына байланысты. Беттік белсенді зат концентрациясының жоғарылауы, тізбек ұзындығының, сондай-ақ тізбектер санының азаюы тезірек ыдырауға әкелді. C n Cys (n = 8-ден 12-ге дейін) жоғары концентрациялары үшін алынған нәтижелер Вильгельми әдісімен өлшенген γ cmc мәніне өте жақын екені анықталды.
Басқа зерттеуде натрий дилаурилцистинінің (SDLC) және натрий дидеминоцистинінің динамикалық беттік керілулері Вильгельми пластина әдісімен анықталды, сонымен қатар олардың сулы ерітінділерінің тепе-теңдік беттік керілулері тамшы көлемі әдісімен анықталды. Дисульфидті байланыстардың реакциясы басқа әдістермен де зерттелді. 0,1 ммоль-L -1SDLC ерітіндісіне меркаптоэтанолды қосу беттік керілудің 34 мН-м -1-ден 53 мН-м -1-ге дейін жылдам өсуіне әкелді. NaClO SDLC дисульфидті байланыстарын сульфон қышқылы топтарына тотықтыра алатындықтан, 0,1 ммоль-Л -1 SDLC ерітіндісіне NaClO (5 ммоль-Л -1 ) қосқанда агрегаттар байқалмады. Трансмиссиялық электронды микроскопия және динамикалық жарық шашырау нәтижелері ерітіндіде агрегаттар түзілмейтінін көрсетті. SDLC беттік керілуінің 20 минут ішінде 34 мН-м -1-ден 60 мН-м -1-ге дейін өсетіні анықталды.
6.5 Екілік беттік әрекеттесулер
Өмір туралы ғылымдарда бірқатар топтар катиондық AAS (диацилглицерол аргинин негізіндегі беттік белсенді заттар) және фосфолипидтер қоспаларының газ-су шекарасындағы тербеліс қасиеттерін зерттеп, соңында бұл идеалды емес қасиет электростатикалық әрекеттесулердің таралуын тудырады деген қорытындыға келді.
6.6 Агрегация қасиеттері
Жарықтың динамикалық шашырауы әдетте амин қышқылы негізіндегі мономерлер мен геминді беттік белсенді заттардың cc-ден жоғары концентрацияларда агрегациялық қасиеттерін анықтау үшін қолданылады, бұл айқын гидродинамикалық диаметрді DH (= 2R H ) береді. C n Cys және 2Cn Cys арқылы түзілген агрегаттар салыстырмалы түрде үлкен және басқа беттік белсенді заттармен салыстырғанда кең ауқымда таралады. 2C 12 Cys-тен басқа барлық беттік белсенді заттар әдетте шамамен 10 нм агрегаттар құрайды. гемини беттік-белсенді заттардың мицелла өлшемдері олардың мономерлі әріптестерінен айтарлықтай үлкен. Көмірсутек тізбегі ұзындығының ұлғаюы мицелла мөлшерінің ұлғаюына да әкеледі. ohta және т.б. сулы ерітіндідегі N-додецил-фенил-аланил-фенил-аланин тетраметиламмонийдің үш түрлі стереоизомерлерінің агрегациялық қасиеттерін сипаттады және диастереоизомерлер сулы ерітіндідегі бірдей критикалық агрегация концентрациясына ие екенін көрсетті. Iwahashi және т.б. айналмалы дихроизм, ЯМР және бу қысымының осмометриясы арқылы әртүрлі еріткіштерде (мысалы, тетрагидрофуран, ацетонитрил, 14, -диоксан және 1,2-дихлорэтан) айналмалы қасиетке ие айналмалы дихроизм, ЯМР және бу қысымының осмометриясы арқылы зерттелді.
6.7 Фазааралық адсорбция
Амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттардың фазааралық адсорбциясы және оны әдеттегі аналогымен салыстыру да зерттеу бағыттарының бірі болып табылады. Мысалы, LET және LEP алынған ароматты аминқышқылдарының додецил эфирлерінің фазааралық адсорбциялық қасиеттері зерттелді. Нәтижелер LET және LEP сәйкесінше газ-сұйықтық интерфейсінде және су/гексан интерфейсінде төменгі фазааралық аймақтарды көрсеткенін көрсетті.
Бордес және т.б. үш дикарбоксилденген амин қышқылы беттік активті заттардың, додецил глутаматтың, додецил аспартаттың және аминномалонаттың динатрий тұздарының (екі карбоксил тобы арасында сәйкесінше 3, 2 және 1 көміртегі атомдары бар) газ-су интерфейсіндегі ерітіндінің әрекеті мен адсорбциясын зерттеді. Осы есеп бойынша дикарбоксилденген беттік белсенді заттардың смc-і монокарбоксилденген додецилглицин тұзынан 4-5 есе жоғары болды. Бұл дикарбоксилденген беттік белсенді заттар мен көршілес молекулалар арасындағы амидтік топтар арқылы сутектік байланыстардың түзілуіне байланысты.
6.8 Фазалық мінез-құлық
Өте жоғары концентрацияларда беттік белсенді заттар үшін изотропты үзіліссіз текше фазалар байқалады. Өте үлкен бас топтары бар беттік-белсенді зат молекулалары кішірек оң қисықтық агрегаттарды түзуге бейім. Маркес және т.б. 12Lys12/12Ser және 8Lys8/16Ser жүйелерінің фазалық әрекетін зерттеді (10-суретті қараңыз) және нәтижелер 12Lys12/12Ser жүйесінде мицеллярлық және везикулярлы ерітінді аймақтары арасында фазаларды бөлу аймағы бар екенін көрсетті, ал 8Lys8/16Ser жүйесі 8Lys8/16Ser жүйесі үздіксіз ауысуды көрсетеді (кішкентай мицеллярлық фаза аймағы мен везикулалық фаза аймағы арасындағы ұзартылған мицеллярлық фаза аймағы). Айта кету керек, 12Lys12/12Ser жүйесінің көпіршік аймағы үшін көпіршіктер мицеллалармен бірге болады, ал 8Lys8/16Ser жүйесінің көпіршік аймағында тек көпіршіктер болады.
Лизин және серин негізіндегі беттік белсенді заттардың катаниондық қоспалары: симметриялық 12Lys12/12Ser жұбы (сол жақта) және асимметриялық 8Lys8/16Ser жұбы (оң жақта)
6.9 Эмульгациялау қабілеті
Коучи және т.б. N-[3-додецил-2-гидроксипропил]-L-аргинин, L-глутамат және басқа ААС эмульгациялау қабілетін, фазааралық кернеуін, дисперстілігін және тұтқырлығын зерттеді. Синтетикалық беттік-белсенді заттармен (олардың кәдімгі иондық емес және амфотерлік аналогтары) салыстырғанда, нәтижелер AAS-тің әдеттегі беттік белсенді заттарға қарағанда күшті эмульгациялау қабілеті бар екенін көрсетті.
Бачко және т.б. жаңа анионды аминқышқылды беттік белсенді заттарды синтездеді және олардың хиральды бағытталған ЯМР спектроскопиялық еріткіштері ретінде жарамдылығын зерттеді. Сульфонат негізіндегі амфифильді L-Phe немесе L-Ala туындыларының сериясы әртүрлі гидрофобты құйрықты (пентил~тетрадецил) аминқышқылдарын о-сульфобензой ангидридімен әрекеттесу арқылы синтезделді. Ву және т.б. N-майлы ацил AAS және синтезделген натрий тұздарысудағы мұнай эмульсияларында олардың эмульсиялану қабілетін зерттеді және нәтижелер бұл беттік белсенді заттар май фазасы ретінде n-гексанға қарағанда май фазасы ретінде этилацетатпен жақсырақ жұмыс істейтінін көрсетті.
6.10 Синтез және өндірістің жетістіктері
Қатты суға төзімділік деп беттік белсенді заттардың кермек судағы кальций және магний сияқты иондардың болуына қарсы тұру қабілетін, яғни кальций сабындарына тұнба түсуін болдырмау мүмкіндігін түсінуге болады. Қатты суға төзімділігі жоғары беттік белсенді заттар жуғыш ұнтақтар мен жеке күтім өнімдері үшін өте пайдалы. Қатты суға төзімділікті кальций иондары болған кезде беттік белсенді заттың ерігіштігі мен беттік белсенділігінің өзгеруін есептеу арқылы бағалауға болады.
Қатты суға төзімділікті бағалаудың тағы бір тәсілі суда дисперсті болу үшін 100 г натрий олеатынан түзілген кальций сабынына қажетті беттік белсенді заттың пайызын немесе граммын есептеу болып табылады. Кермек суы жоғары аймақтарда кальций мен магний иондарының жоғары концентрациясы және минералды құрамы кейбір практикалық қолдануды қиындатады. Көбінесе натрий ионы синтетикалық анионды беттік белсенді затқа қарсы ион ретінде қолданылады. Екі валентті кальций ионы екі беттік-белсенді заттың екі молекуласымен де байланысқандықтан, ол беттік белсенді заттың ерітіндіден тезірек тұнбаға түсуін тудырады, бұл жуғыш заттың ықтималдығын азайтады.
AAS қатты суға төзімділігін зерттеу көрсеткендей, қышқыл және қатты суға төзімділікке қосымша карбоксил тобы қатты әсер етеді, ал қышқыл мен қатты суға төзімділік екі карбоксил тобы арасындағы аралық топтың ұзындығының ұлғаюымен одан әрі артады. . Қышқылға және қатты суға төзімділік тәртібі C 12 глицинат < С 12 аспартат < С 12 глутамат болды. Дикарбоксилденген амидті байланыс пен дикарбоксилденген амин беттік-белсенді затты сәйкесінше салыстыра отырып, соңғысының рН диапазоны кеңірек және қышқылдың тиісті мөлшерін қосқанда оның беттік белсенділігі артқаны анықталды. Дикарбоксилденген N-алкил амин қышқылдары кальций иондарының қатысуымен хелаттандырушы әсер көрсетті, ал С 12 аспартат ақ түсті гель түзді. c 12 глутамат жоғары Ca 2+ концентрациясында жоғары беттік белсенділікті көрсетті және оны теңіз суын тұщыландыруда пайдалану күтілуде.
6.11 Дисперстілік
Дисперстілік деп беттік белсенді заттың ерітіндідегі беттік-белсенді заттың бірігуін және тұнбасының алдын алу қабілетін айтады.Дисперстік - беттік белсенді заттардың маңызды қасиеті, оларды жуғыш заттарда, косметикада және фармацевтикада қолдануға жарамды етеді.Дисперсиялық агент құрамында гидрофобты топ пен терминалдық гидрофильді топ (немесе түзу тізбекті гидрофобты топтар арасында) арасында күрделі эфир, эфир, амид немесе аминобайланыс болуы керек.
Әдетте, алканоламидосульфаттар сияқты анионды беттік белсенді заттар және амидосульфобетаин сияқты амфотерлі беттік белсенді заттар кальций сабындары үшін диспергирлеуші агенттер ретінде әсіресе тиімді.
Көптеген зерттеу әрекеттері AAS дисперстілігін анықтады, мұнда N-лауроил лизин сумен нашар үйлеседі және косметикалық құрамдар үшін пайдалану қиын болды.Бұл серияда N-ацилмен алмастырылған негізгі аминқышқылдары керемет дисперстілікке ие және косметикалық өнеркәсіпте композицияларды жақсарту үшін қолданылады.
07 Уыттылық
Кәдімгі беттік-белсенді заттар, әсіресе катионды беттік-белсенді заттар, су организмдері үшін өте уытты. Олардың жедел уыттылығы жасуша-су шекарасындағы беттік-активті заттардың адсорбциялық-иондық әрекеттесу құбылысына байланысты. Беттік-белсенді заттардың cmc төмендеуі әдетте беттік белсенді заттардың күштірек фазааралық адсорбциясына әкеледі, бұл әдетте олардың жедел уыттылығының жоғарылауына әкеледі. Беттік-активті заттардың гидрофобты тізбегінің ұзындығының ұлғаюы да БАЗ-дың жедел уыттылығының жоғарылауына әкеледі.Көптеген AAS адамдарға және қоршаған ортаға (әсіресе теңіз ағзалары үшін) төмен немесе улы емес және тамақ ингредиенттері, фармацевтика және косметика ретінде пайдалануға жарамды.Көптеген зерттеушілер аминқышқылдарының беттік-белсенді заттардың теріге жұмсақ және тітіркендірмейтінін көрсетті. Аргинин негізіндегі беттік белсенді заттар кәдімгі аналогтарына қарағанда уыттылығы азырақ екені белгілі.
Брито және т.б. амин қышқылы негізіндегі амфифилдердің және олардың [тирозиннен (Тир), гидроксипролиннен (Hyp), сериннен (Ser) және лизиннен (Лис) туындылары] катионды көпіршіктердің өздігінен түзілуін физика-химиялық және токсикологиялық қасиеттерін зерттеп, олардың жедел уыттылығы туралы мәліметтер берді. Daphnia magna (IC 50). Олар додецилтриметиламмоний бромидінің (DTAB)/Lys-туындыларының және/немесе Ser-/Lys-туынды қоспаларының катионды көпіршіктерін синтездеді және олардың экоуыттылығы мен гемолитикалық әлеуетін сынады, бұл барлық AAS және олардың құрамындағы везикуласы бар қоспалардың әдеттегі DTAB серфактантына қарағанда уыттылығы азырақ екенін көрсетті. .
Роза және т.б. ДНҚ-ның тұрақты амин қышқылы негізіндегі катионды көпіршіктермен байланысуын (ассоциациясын) зерттеді. Көбінесе улы болып көрінетін кәдімгі катионды беттік белсенді заттардан айырмашылығы, катионды аминқышқылды беттік белсенді заттардың өзара әрекеттесуі улы емес болып көрінеді. Катиондық ААС белгілі анионды беттік белсенді заттармен қосылып өздігінен тұрақты көпіршіктер түзетін аргининге негізделген. Амин қышқылы негізіндегі коррозия ингибиторлары да уытты емес екендігі хабарланады. Бұл беттік-белсенді заттар жоғары тазалықпен (99%-ға дейін) оңай синтезделеді, құны төмен, биологиялық тұрғыдан оңай ыдырайтын және сулы ортада толық ериді. Бірнеше зерттеулер күкірті бар аминқышқылды беттік белсенді заттардың коррозияны тежеуде жоғары екенін көрсетті.
Жақында жүргізілген зерттеуде Перинелли және т.б. кәдімгі беттік белсенді заттармен салыстырғанда рамнолипидтердің қанағаттанарлық токсикологиялық профилін хабарлады. Рамнолипидтер өткізгіштік күшейткіштер ретінде әрекет ететіні белгілі. Олар сондай-ақ рамнолипидтердің макромолекулалық препараттардың эпителий өткізгіштігіне әсерін хабарлады.
08 Микробқа қарсы белсенділік
Беттік-активті заттардың микробқа қарсы белсенділігін ең аз ингибиторлық концентрациямен бағалауға болады. Аргинин негізіндегі беттік белсенді заттардың микробқа қарсы белсенділігі егжей-тегжейлі зерттелген. Грам-теріс бактериялар грам-оң бактерияларға қарағанда аргинин негізіндегі беттік белсенді заттарға төзімдірек екені анықталды. Беттік белсенді заттардың микробқа қарсы белсенділігі әдетте ацил тізбектерінде гидроксил, циклопропан немесе қанықпаған байланыстардың болуымен жоғарылайды. Кастильо және т.б. ацил тізбектерінің ұзындығы мен оң заряд молекуланың HLB мәнін (гидрофильді-липофильді тепе-теңдік) анықтайтынын және бұл олардың мембраналарды бұзу қабілетіне әсер ететінін көрсетті. Nα-ациларгинин метил эфирі кең спектрлі микробқа қарсы белсенділігі бар катионды беттік белсенді заттардың тағы бір маңызды класы болып табылады және ол оңай биоыдырады және уыттылығы төмен немесе мүлдем жоқ. Nα-ациларгинин метил эфирі негізіндегі беттік белсенді заттардың 1,2-дипальмитойл-сн-пропилтриоксил-3-фосфорилхолинмен және 1,2-дитетрадеканойл-сн-пропилтриоксил-3-фосфорилхолинмен әрекеттесуін зерттеу, тірі ағзалардағы және модельдік мембраналардағы, сыртқы тосқауылдардың болуы немесе болмауы БАЗ-дың бұл класы жақсы микробқа қарсы әсерге ие екенін көрсетті Нәтижелер БАЗ-дың жақсы бактерияға қарсы белсенділігін көрсетті.
09 Реологиялық қасиеттері
Беттік белсенді заттардың реологиялық қасиеттері олардың әртүрлі салаларда, соның ішінде тамақ, фармацевтика, май өндіру, жеке күтім және үй күтімі өнімдерінде қолданылуын анықтауда және болжауда өте маңызды рөл атқарады. Аминқышқылды беттік белсенді заттардың тұтқыр серпімділігі мен смc арасындағы байланысты талқылау үшін көптеген зерттеулер жүргізілді.
10 Косметика өнеркәсібіндегі қолдану
AAS көптеген жеке күтім өнімдерін жасауда қолданылады.калий N-кокоил глицинаты теріге жұмсақ әсер етеді және тұнба мен макияжды кетіру үшін бетті тазартуда қолданылады. n-Acyl-L-глутамин қышқылында екі карбоксил тобы бар, бұл оны суда жақсы еритін етеді. Осы AAS арасында C 12 май қышқылдарына негізделген AAS тұнба мен макияжды кетіру үшін бетті тазалауда кеңінен қолданылады. C 18 тізбегі бар AAS тері күтімі өнімдерінде эмульгаторлар ретінде пайдаланылады, ал N-Lauryl аланин тұздары теріні тітіркендірмейтін кремді көбік түзетіні белгілі, сондықтан нәресте күтіміне арналған өнімдерді құрастыруда қолдануға болады. Тіс пастасында қолданылатын N-Lauryl негізіндегі AAS сабынға ұқсас жақсы жуғыш затқа және күшті ферментті тежейтін әсерге ие.
Соңғы бірнеше онжылдықтарда косметика, жеке күтім өнімдері және фармацевтика үшін беттік белсенді заттарды таңдау төмен уыттылыққа, жұмсақтыққа, жанасу кезінде жұмсақтық пен қауіпсіздікке бағытталған. Бұл өнімдерді тұтынушылар ықтимал тітіркену, уыттылық және қоршаған орта факторларын жақсы біледі.
Бүгінгі таңда AAS косметика мен жеке күтім өнімдерінде дәстүрлі әріптестерінен көптеген артықшылықтарына байланысты көптеген сусабындарды, шаш бояуларын және ваннаға арналған сабындарды жасау үшін қолданылады.Протеин негізіндегі беттік белсенді заттар жеке күтім өнімдеріне қажетті қасиеттерге ие. Кейбір AAS-де пленка жасау мүмкіндіктері бар, ал басқаларында жақсы көбік беру мүмкіндіктері бар.
Аминқышқылдары мүйізді қабаттағы маңызды табиғи ылғалдандыратын факторлар болып табылады. Эпидермис жасушалары өлгенде, олар мүйізді қабаттың бір бөлігіне айналады және жасушаішілік ақуыздар біртіндеп аминқышқылдарына дейін ыдырайды. Бұл аминқышқылдары одан әрі мүйізді қабатқа тасымалданады, онда олар май немесе май тәрізді заттарды мүйізді эпидермальды қабатқа сіңіреді, осылайша тері бетінің серпімділігін жақсартады. Терідегі табиғи ылғалдандыратын фактордың шамамен 50% аминқышқылдары мен пирролидоннан тұрады.
Кәдімгі косметикалық ингредиент коллагенде теріні жұмсақ ұстайтын аминқышқылдары да бар.Кедір-бұдыр және күңгірттік сияқты тері проблемалары негізінен аминқышқылдарының жетіспеушілігінен туындайды. Бір зерттеу көрсеткендей, амин қышқылын жақпа маймен араластыру терінің күйіп қалуын жеңілдетеді, ал зардап шеккен аймақтар келоид тыртықтарына айналмай, қалыпты күйіне оралды.
Сондай-ақ аминқышқылдары зақымдалған кутикулаларды күтуде өте пайдалы екені анықталды.Құрғақ, пішінсіз шаш қатты зақымдалған мүйізді қабаттағы аминқышқылдарының концентрациясының төмендеуін көрсетуі мүмкін. Амин қышқылдары шаш өзегіне кутикуланы еніп, теріден ылғалды сіңіру қабілетіне ие.Амин қышқылы негізіндегі беттік белсенді заттардың бұл қабілеті оларды сусабындарда, шаш бояғыштарында, жұмсартқыштарда, шаш кондиционерлеріне өте пайдалы етеді, ал аминқышқылдарының болуы шашты күшті етеді.
11 Күнделікті косметикадағы қолдану
Қазіргі уақытта бүкіл әлемде амин қышқылы негізіндегі жуғыш заттарға сұраныс артып келеді.AAS жақсы тазалау қабілеті, көбік түзу қабілеті және матаны жұмсарту қасиеттерімен белгілі, бұл оларды тұрмыстық жуғыш заттарға, сусабындарға, дене жууға және басқа қолданбаларға жарамды етеді.Аспартин қышқылынан алынған амфотерлік AAS хелаттау қасиеттері бар жоғары тиімді жуғыш зат болып табылады. N-алкил-β-аминоэтокси қышқылдарынан тұратын жуғыш зат ингредиенттерін пайдалану терінің тітіркенуін азайтатыны анықталды. N-cocoyl-β-аминопропионаттан тұратын сұйық жуғыш заттың құрамы металл беттеріндегі май дақтары үшін тиімді жуғыш зат екені хабарланды. Аминокарбон қышқылының беттік белсенді заты, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa да жақсырақ жуғыш затқа ие және тоқыма бұйымдарын, кілемдерді, шаштарды, шыныларды және т.б. тазалау үшін қолданылады. 2-гидрокси-3-аминопропион қышқылы-N,N- ацетосірке қышқылының туындысы жақсы комплекс түзу қабілетіне ие екені белгілі және осылайша ағартқыш агенттерге тұрақтылық береді.
N-(N'-ұзын тізбекті ацил-β-аланил)-β-аланин негізінде жуғыш ұнтақ құрамдарын дайындау туралы Кейго мен Тацуя өздерінің патенттерінде жуу қабілеті мен тұрақтылығы, көбікті оңай үзу және матаны жақсы жұмсарту үшін хабарлады. . Као N-Acyl-1 -N-hydroxy-β-аланин негізінде жуғыш заттың құрамын әзірледі және терінің төмен тітіркенуін, жоғары суға төзімділігін және жоғары дақ кетіру қабілетін хабарлады.
Жапондық Ajinomoto компаниясы сусабындар, жуғыш заттар мен косметикадағы негізгі ингредиенттер ретінде L-глутамин қышқылы, L-аргинин және L-лизин негізіндегі аз уытты және оңай ыдырайтын AAS пайдаланады (13-сурет). Жуғыш ұнтақтардағы ферменттік қоспалардың ақуызды ластануды кетіру қабілеті де хабарланды. Глутамин қышқылынан, аланиннен, метилглициннен, сериннен және аспарагин қышқылынан алынған N-ацил AAS олардың сулы ерітінділерде тамаша сұйық жуғыш заттар ретінде қолданылуы туралы хабарланған. Бұл беттік-белсенді заттар өте төмен температурада да тұтқырлықты мүлде арттырмайды және біртекті көбіктерді алу үшін көбік түзетін құрылғының сақтау ыдысынан оңай тасымалданады.
Жіберу уақыты: 09 маусым 2022 ж