zprávy

Obsah pro tento článek:

1. vývoj aminokyselin

2. Strukturální vlastnosti

3. chemické složení

4. Klasifikace

5. Syntéza

6. Fyzikálně -chemické vlastnosti

7. Toxicita

8. Antimikrobiální aktivita

9. Rheologické vlastnosti

10. Aplikace v kosmetickém průmyslu

11. Aplikace v každodenní kosmetice

Povrchově aktivní látky aminokyseliny (AAS)jsou třídou povrchově aktivních látek tvořených kombinací hydrofobních skupin s jednou nebo více aminokyselinami. V tomto případě mohou být aminokyseliny syntetické nebo odvozené z proteinových hydrolyzátů nebo podobných obnovitelných zdrojů. Tento článek pokrývá podrobnosti většiny dostupných syntetických tras pro AA a vliv různých tras na fyzikálně -chemické vlastnosti koncových produktů, včetně rozpustnosti, stability disperze, toxicity a biologické rozložitelnosti. Jako třída povrchově aktivních látek v rostoucí poptávce nabízí všestrannost AAS díky jejich proměnné struktuře velké množství komerčních příležitostí.

 

Vzhledem k tomu, že povrchově aktivní látky se široce používají v detergentách, emulgátorech, inhibitorech koroze, regeneraci terciárního oleje a farmaceutických látkách, vědci nikdy nepřestali věnovat pozornost povrchově aktivním látkám.

 

Povrchově aktivní látky jsou nejreprezentativnější chemické výrobky, které jsou denně spotřebovány ve velkém množství po celém světě a měly negativní dopad na vodní prostředí.Studie ukázaly, že rozšířené použití tradičních povrchově aktivních látek může mít negativní dopad na životní prostředí.

 

Dnes jsou netoxicita, biologická rozložitelnost a biokompatibilita pro spotřebitele téměř stejně důležité, jako je užitečnost a výkon povrchově aktivních látek.

 

Biosurfaktanty jsou ekologicky šetrné udržitelné povrchově aktivní látky, které jsou přirozeně syntetizovány mikroorganismy, jako jsou bakterie, houby a kvasinky, nebo vylučované extracelulárně.Proto mohou být biosurfaktanty také připraveny molekulárním návrhem pro napodobení přírodních amfifilních struktur, jako jsou fosfolipidy, alkyl glykosidy a acyl aminokyseliny.

 

Povrchově aktivní látky aminokyseliny (AAS)jsou jednou z typických povrchově aktivních látek, obvykle vyráběných ze surovin odvozených z zvířat nebo zemědělství. V posledních dvou desetiletích AA přitahovaly od vědců velký zájem jako na nové povrchově aktivní látky, a to nejen proto, že je lze syntetizovat z obnovitelných zdrojů, ale také proto, že AA jsou snadno rozložitelné a mají neškodné vedlejší produkty, což je způsobuje bezpečnějším pro životní prostředí.

 

AA lze definovat jako třídu povrchově aktivních látek sestávající z aminokyselin obsahujících aminokyselinové skupiny (HO 2 C-CHR-NH2) nebo aminokyselinových zbytků (HO 2 C-CHR-NH-). 2 funkční oblasti aminokyselin umožňují odvození široké škály povrchově aktivních látek. Je známo, že v přírodě existuje celkem 20 standardních proteinogenních aminokyselin a je zodpovědných za všechny fyziologické reakce v růstových a životních činnostech. Liší se od sebe pouze podle zbytku R (obrázek 1, PK A je negativní logaritmus disociační konstanty kyseliny roztoku). Některé jsou nepolární a hydrofobní, jiné jsou polární a hydrofilní, některé jsou základní a jiné jsou kyselé.

 

Protože aminokyseliny jsou obnovitelné sloučeniny, povrchově aktivní látky syntetizované z aminokyselin mají také vysoký potenciál stát se udržitelným a šetrným k životnímu prostředí. Jednoduchá a přirozená struktura, nízká toxicita a rychlá biologická rozložitelnost jsou často lepší než konvenční povrchově aktivní látky. Pomocí obnovitelných surovin (např. Aminokyselin a rostlinných olejů) lze AA produkovat různými biotechnologickými trasami a chemickými cestami.

 

Na začátku 20. století byly poprvé objeveny aminokyseliny jako substráty pro syntézu povrchově aktivních látek.AA byly používány hlavně jako konzervační látky ve farmaceutických a kosmetických formulacích.Kromě toho bylo zjištěno, že AAS je biologicky aktivní proti řadě bakterií, nádorů a virů způsobujících onemocnění. V roce 1988 byla dostupnost nízkonákladových AAS zájem o výzkum na povrchové aktivitě. Dnes, s vývojem biotechnologie, mohou být některé aminokyseliny také schopny komerčně syntetizovat ve velkém měřítku kvasinkami, což nepřímo dokazuje, že produkce AAS je šetrnější k životnímu prostředí.

postava
Obrázek 1

01 Vývoj aminokyselin

Již na počátku 19. století, kdy byly poprvé objeveny přirozeně se aminokyseliny, se předpokládalo, že jejich struktury jsou velmi cenné - použitelné jako suroviny pro přípravu amfifilů. První studie o syntéze AAS byla hlášena Bondi v roce 1909.

 

V této studii byly N-acylglycin a N-acylalanin zavedeny jako hydrofilní skupiny pro povrchově aktivní látky. Následná práce zahrnovala syntézu lipoaminokyselin (AAS) pomocí glycinu a alaninu a Hentrich et al. publikoval řadu zjištění,včetně první patentové aplikace, o použití acyl sarkosinátových a acyl aspartátových solí jako povrchově aktivních látek v produktech čištění domácnosti (např. Šampoos, detergenty a zubní pasty).Následně mnoho vědců zkoumalo syntézu a fyzikálně -chemické vlastnosti acyl aminokyselin. K dnešnímu dni bylo zveřejněno velké množství literatury o syntéze, vlastnostech, průmyslových aplikacích a biologické rozložitelnosti AAS.

 

02 Strukturální vlastnosti

Nepolární hydrofobní řetězce mastných kyselin AA se mohou lišit ve struktuře, délce řetězce a počtu.Strukturální rozmanitost a vysoká povrchová aktivita AAS vysvětlují jejich širokou kompoziční rozmanitost a fyzikálně -chemické a biologické vlastnosti. Hlavní skupiny AAS jsou složeny z aminokyselin nebo peptidů. Rozdíly ve skupinách hlavy určují adsorpci, agregaci a biologickou aktivitu těchto povrchově aktivních látek. Funkční skupiny v hlavní skupině pak určují typ AAS, včetně kationtových, aniontových, neiontových a amfoterických. Kombinace hydrofilních aminokyselin a hydrofobních částí s dlouhým řetězcem tvoří amfifilní strukturu, díky níž je molekula vysoce aktivní. Kromě toho přítomnost asymetrických atomů uhlíku v molekule pomáhá vytvářet chirální molekuly.

03 Chemické složení

Všechny peptidy a polypeptidy jsou polymerační produkty těchto téměř 20 a-proteinogenních a-aminokyselin. Všech 20 a-aminokyselin obsahuje funkční skupinu kyseliny karboxylové (-COOH) a amino funkční skupinu (-NH 2), oba připojené ke stejnému tetrahedrálnímu atomu a-uhlíku. Aminokyseliny se od sebe liší od různých R skupin připojených k a-uhlíku (s výjimkou lycinu, kde je skupina R vodík.) Skupiny R se mohou lišit ve struktuře, velikosti a náboji (kyselost, alkalita). Tyto rozdíly také určují rozpustnost aminokyselin ve vodě.

 

Aminokyseliny jsou chirální (s výjimkou glycinu) a jsou opticky aktivní přirozené, protože mají čtyři různé substituenty spojené s alfa uhlíkem. Aminokyseliny mají dvě možné konformace; Jedná se o nepřekrývající se zrcadlové obrazy navzájem, a to i přes skutečnost, že počet L-stereoisomerů je výrazně vyšší. R-skupina přítomná v některých aminokyselinách (fenylalanin, tyrosin a tryptofan) je aryl, což vede k maximální absorpci UV při 280 nm. Kyselé a-COOH a základní a-NH2 v aminokyselinách jsou schopné ionizace a oba stereoizomery, podle toho, co jsou, jsou konstruovány níže uvedené ionizační rovnováhy.

 

R-COOH ↔R-COO+ h

R-NH3↔r-nh2+ h

Jak je uvedeno v ionizační rovnováze výše, aminokyseliny obsahují nejméně dvě slabě kyselé skupiny; Skupina karboxylu je však mnohem kyselejší ve srovnání s protonovanou amino skupinou. PH 7,4, karboxylová skupina je deprotonována, zatímco amino skupina je protonována. Aminokyseliny s neionizovatelnými skupinami R jsou při tomto pH elektricky neutrální a forma zwitterion.

04 Klasifikace

AA lze klasifikovat podle čtyř kritérií, která jsou popsána níže.

 

4.1 Podle původu

Podle původu lze AAS rozdělit do 2 kategorií následovně. ① Přírodní kategorie

Některé přirozeně se vyskytující sloučeniny obsahující aminokyseliny mají také schopnost snížit napětí povrchu/rozhraní a některé dokonce překračují účinnost glykolipidů. Tyto AA jsou také známé jako lipopeptidy. Lipopeptidy jsou sloučeniny nízké molekulové hmotnosti, obvykle produkované druhy Bacillus.

 

Takové AA jsou dále rozděleny na 3 podtřídy:Surfaktin, iturin a fengycin.

 

Obr
Rodina povrchově aktivních peptidů zahrnuje varianty heptapeptidů různých látek,Jak je znázorněno na obrázku 2a, ve kterém je s peptidem spojen nesusaný řetězec β-hydroxy mastných kyselin C12-C16. Povrchovaný peptid je makrocyklický lakton, ve kterém je kroužek uzavřen katalýzou mezi C-koncem β-hydroxy mastné kyseliny a peptidem. 

V podtřídě Iturinu je šest hlavních variant, jmenovitě Iturin A a C, mykosubtilin a bacilomycin D, F a L.Ve všech případech jsou heptapeptidy spojeny s řetězci C14-C17 mastných kyselin β-amino (řetězce mohou být rozmanité). V případě ekurimycinů může amino skupina v β-poloze tvořit amidovou vazbu s C-koncem, čímž tvoří makrocyklickou laktamovou strukturu.

 

Fengycin podtřídy obsahuje fengycin A a B, které se také nazývají plipastatin, když je Tyr9 konfigurován.Dekapeptid je spojen s nasyceným nebo nenasyceným β -hydroxy mastným kyselinovým řetězcem C14 -C18. Strukturálně je plipastatin také makrocyklickým laktonem, který obsahuje postranní řetězec Tyr v poloze 3 peptidové sekvence a vytváří esterovou vazbu s C-terminálním zbytkem, čímž tvoří vnitřní kruhovou strukturu (jako je případ mnoha pseudomonas lipopeptidů).

 

② Syntetická kategorie

AAS lze také syntetizovat pomocí kterékoli z kyselých, základních a neutrálních aminokyselin. Běžné aminokyseliny používané pro syntézu AA jsou kyselina glutamová, serin, prolin, kyselina aspartánová, glycin, arginin, alanin, leucin a proteinové hydrolyzáty. Tuto podtřídu povrchově aktivních látek mohou být připraveny chemickými, enzymatickými a chemoenzymatickými metodami; Pro produkci AAS je však chemická syntéza ekonomicky proveditelnější. Mezi běžné příklady patří kyselina n-lauroyl-l-glutamová a kyselina N-Palmitoyl-L-glutamová.

 

4.2 Na základě substituentů alifatického řetězce

Na základě substituentů alifatického řetězce lze povrchově aktivní látky na bázi aminokyselin rozdělit do 2 typů.

Podle pozice substituentu

 

①n-substituované AAS

V N-substituovaných sloučeninách je amino skupina nahrazena lipofilní skupinou nebo karboxylovou skupinou, což vede ke ztrátě zásaditosti. Nejjednodušší příklad N-substituovaných AAS jsou n-acyl aminokyseliny, které jsou v podstatě aniontové povrchově aktivní látky. N-substituované AAS má mezi hydrofobní a hydrofilní porce amidovou vazbu. Amidová vazba má schopnost vytvořit vodíkovou vazbu, která usnadňuje degradaci této povrchově aktivní látky v kyselém prostředí, čímž je biologicky rozložitelné.

 

②C-substituované AAS

V C-substituovaných sloučeninách dochází k substituce ve skupině karboxylu (prostřednictvím amidové nebo esterové vazby). Typické sloučeniny substituované C (např. Estery nebo amidy) jsou v podstatě kationtové povrchově aktivní látky.

 

③n- a C-substituované AAS

U tohoto typu povrchově aktivní látky jsou amino i karboxylové skupiny hydrofilní součástí. Tento typ je v podstatě amfoterní povrchově aktivní látka.

 

4.3 Podle počtu hydrofobních ocasu

Na základě počtu skupin hlavy a hydrofobních ocasů lze AA rozdělit do čtyř skupin. AAS AAS, Blíženci (dimer) typ AAS, glycerolipid typ AAS a bicefalický amfifilic (BOLA) typ AAS. Povrchově aktivní látky s přímým řetězcem jsou povrchově aktivní látky sestávající z aminokyselin pouze s jedním hydrofobním ocasem (obrázek 3). Blíženci typu AAS mají dvě skupiny aminokyselinových polárních hlav a dvě hydrofobní ocasy na molekulu (obrázek 4). V tomto typu struktury jsou dva AA s přímým řetězcem spojeny dohromady rozpěrkou, a proto se také nazývají dimery. Na druhé straně v glycerolipidovém typu AAS jsou dva hydrofobní ocasy připojeny ke stejné skupině aminokyselin. Tyto povrchově aktivní látky mohou být považovány za analogy monoglyceridů, diglyceridů a fosfolipidů, zatímco v AAS typu Bola jsou dvě aminokyselinové hlavy spojeny hydrofobním ocasem.

Obr .3

4.4 Podle typu hlavní skupiny

①Cationic AAS

Hlavní skupina tohoto typu povrchově aktivní látky má kladný náboj. Nejčasnější kationtový AAS je ethylcoyl arginát, což je pyrrolidon karboxylát. Díky jedinečným a rozmanitým vlastnostem této povrchově aktivní látky jsou užitečné při dezinfekčních prostředcích, antimikrobiálních činidlech, antistatických činidlech, kondicionérech vlasů, jakož i jemné na očích a kůži a snadno biologicky rozložitelné. Singare a Mhatre syntetizovali kationtové AA na bázi argininu a vyhodnotili své fyzikálně-chemické vlastnosti. V této studii tvrdili vysoké výnosy produktů získaných pomocí reakčních podmínek Schotten-Baumanna. S rostoucí délkou alkylového řetězce a hydrofobicity bylo zjištěno, že povrchová aktivita povrchově aktivní látky se zvyšuje a ke snížení kritické koncentrace micel (CMC). Dalším je kvartérní acyl protein, který se běžně používá jako kondicionér v produktech pro péči o vlasy.

 

②anionic aas

U aniontových povrchově aktivních látek má polární hlavní skupina povrchově aktivní látky negativní náboj. Sarkosin (CH3 -NH -CH2 -COOH, N -methylglycin), aminokyselina běžně nalezená v mořských ježcích a mořských hvězd, je chemicky příbuzná s glycinem (NH2 -Ch2 -COOH), což je základní aminokyselina nalezená v savčích buňkách. -Cooh,) je chemicky příbuzný s glycinem, což je základní aminokyselina nalezená v savčích buňkách. Kyselina laurová, kyselina tetradekanová, kyselina olejová a jejich halogenidy a estery se běžně používají k syntetizaci sarkosinátových povrchově aktivních látek. Sarkosináty jsou ze své podstaty mírné, a proto se běžně používají v ústech, šampony, pěny na holení, opalovací krémy, čisticí prostředky na pokožku a další kosmetické výrobky.

 

Mezi další komerčně dostupné aniontové AA patří Amisoft CS-22 a Amilitegck-12, které jsou obchodními názvy pro N-Cocoyl-L-Glutamát sodný a glycinát draselný. Amilite se běžně používá jako pěnivé činidlo, detergent, solubilizátor, emulgátor a dispergant a má mnoho aplikací v kosmetice, jako jsou šampony, lázeňské mýdla, mytí těl, zubní pasty, čisticí prostředky na obličej, čisticí prostředky, kontaktní čočky čističe domácností. Amisoft se používá jako mírný čistič pokožky a vlasů, hlavně v čisticích prostředcích na obličej a těla, blokují syntetické detergenty, výrobky pro péči o tělo, šampony a další výrobky pro péči o pleť.

 

③zwitterionic nebo amfoterické AAS

Amfoterní povrchově aktivní látky obsahují jak kyselá, tak základní místa, a proto mohou změnit svůj náboj změnou hodnoty pH. V alkalických médiích se chovají jako aniontové povrchově aktivní látky, zatímco v kyselém prostředí se chovají jako kationtové povrchově aktivní látky a v neutrálních médiích, jako jsou amfoterické povrchově aktivní látky. Lauryl lysin (LL) a alkoxy (2-hydroxypropyl) arginin jsou jediným známým amfoterním povrchově aktivním faktorům založeným na aminokyselinách. LL je kondenzační produkt lysinové a laurové kyseliny. Díky své amfoterické struktuře je LL nerozpustná téměř ve všech typech rozpouštědel, s výjimkou velmi alkalických nebo kyselých rozpouštědel. Jako organický prášek má LL vynikající adhezi k hydrofilním povrchům a nízkým koeficientem tření, což dává této povrchově aktivní látce vynikající mazací schopnost. LL se široce používá v kožních krémech a kondicionérech vlasů a používá se také jako mazivo.

 

④Nonionic AAS

Neiontové povrchově aktivní látky jsou charakterizovány polárními hlavovými skupinami bez formálních nábojů. Osm nových ethoxylovaných neiontových povrchově aktivních látek bylo připraveno Al-Sabagh et al. z a-aminokyselin rozpustných v oleji. V tomto procesu byly L-fenylalanin (LEP) a L-leucin nejprve esterifikovány hexadekanolem, následované amidací s kyselinou palmitovou za vzniku dvou amidů a dvou esterů a-aminokyselin. Amidy a estery pak podstoupily kondenzační reakce s ethylenoxidem, aby připravily tři fenylalaninové deriváty s různým počtem polyoxyethylenových jednotek (40, 60 a 100). Bylo zjištěno, že tyto neiontové AA mají dobrou prací a pěnivou vlastností.

 

05 Syntéza

5.1 Základní syntetická trasa

V AAS mohou být hydrofobní skupiny připojeny k místům aminové nebo karboxylové kyseliny nebo přes postranní řetězce aminokyselin. Na základě toho jsou k dispozici čtyři základní syntetické trasy, jak je znázorněno na obrázku 5.

Obr .5

Obr.5 Základní cesty syntézy povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin

Cesta 1.

Amfifilní esterové aminy jsou produkovány esterifikačními reakcemi, v takovém případě je syntéza povrchově aktivní látky obvykle dosažena refluxingem mastných alkoholů a aminokyselin v přítomnosti dehydratačního činidla a kyselým katalyzátorem. V některých reakcích kyselina sírová působí jako katalyzátor i dehydratační činidlo.

 

Cesta 2.

Aktivované aminokyseliny reagují s alkylaminy za vzniku amidových vazeb, což má za následek syntézu amfifilních amidoaminů.

 

Cesta 3.

Amido kyseliny jsou syntetizovány reagováním aminových skupin aminokyselin s kyselinami amido.

 

Cesta 4.

Alkylové aminokyseliny s dlouhým řetězcem byly syntetizovány reakcí aminových skupin s haloalkany.

5.2 Pokroky v syntéze a výrobě

5.2.1 Syntéza povrchově aktivních látek s jedním řetězcem aminokyseliny/peptidu

N-acyl nebo o-acyl aminokyseliny nebo peptidy mohou být syntetizovány enzymaticky katalyzovanou acylací aminu nebo hydroxylových skupin s mastnými kyselinami. Nejčasnější zpráva o syntéze aminokyseliny nebo methylesterových derivátech bez lipázové syntézy aminokyseliny nebo methylesterových derivátů používala Candida Antarktida, přičemž výnosy se pohybovaly od 25% do 90% v závislosti na cílové aminokyselině. Methyl ethylketon byl také použit jako rozpouštědlo v některých reakcích. Vonderhagen et al. Také popsali lipázové a proteázové N-acylační reakce aminokyselin, proteinových hydrolyzátů a/nebo jejich derivátů pomocí směsi vody a organických rozpouštědel (např. Dimethylformamid/voda) a methyl butylketon.

 

V prvních dnech byl hlavním problémem s enzymově katalyzovanou syntézou AAS nízké výnosy. Podle Valivety et al. Výtěžek derivátů aminokyselin N-Tetradecanoyl byl pouze 2% -10% i po použití různých lipáz a inkubování při 70 ° C po mnoho dní. Montet et al. Rovněž se setkaly s problémy týkajícími se nízkého výtěžku aminokyselin v syntéze n-acyl lysinu pomocí mastných kyselin a rostlinných olejů. Podle nich byl maximální výtěžek produktu 19% za podmínek bez rozpouštědla a použití organických rozpouštědel. Stejný problém se setkal s Valivety et al. Při syntéze derivátů methylesteru N-CBZ-L-lysinu nebo N-CBZ-lysinu.

 

V této studii tvrdili, že výtěžek 3-O-tetradekanoyl-l-serinu byl 80%, když používal N-chráněný serin jako substrát a novozym 435 jako katalyzátor v prostředí bez roztaveného rozpouštědla. Nagao a Kito studovali o-acylaci L-serinu, L-homoserinu, l-threoninu a L-tyrosinu (Let) při použití lipázy byly výsledky reakce získány lipázy (lipáza byla získána Candida Cylindracea a rhizopus delemar v mediálním pufru v vodním pufru) a v lyhutém sérinu a ne-oserinu, které byly s nižšími písmeny, které byly bódy, které se vyskytly, ale ne-osivo, které byly bódy, které se vyskytly, a-oserin, a-oserin, a-oserin, a-osivo, a-oserin, a to, když je to, a aklinu, a aklinu, a aklinu, a aklinu. Acylace L-threoninu a Let došlo.

 

Mnoho vědců podpořilo použití levných a snadno dostupných substrátů pro syntézu nákladově efektivní AAS. Soo et al. tvrdil, že příprava povrchově aktivních látek na bázi palmového oleje funguje nejlépe s imobilizovaným lipoenzymem. Poznamenali, že výnos produktů by byl lepší navzdory časově náročné reakci (6 dní). Gerova et al. zkoumali syntézu a povrchovou aktivitu chirální n-Palmitoyl AAS založené na methioninu, prolinu, leucinu, threoninu, fenylalaninu a fenylglycinu v cyklické/racemické směsi. Pang a Chu popsali syntézu monomerů na bázi aminokyselin a monomerů na bázi dikarboxylové kyseliny v roztoku Série funkčních a biologicky rozložitelných polyamidových esterů na bázi aminokyselin byla syntetizována ko-kondenzačními reakcemi v roztoku.

 

Cantaeuzen a Guerreiro hlásili esterifikaci skupin karboxylových kyselin skupin BOC-Ala-OH a BOC-Asp-OH s alifatickými alkoholy s dlouhým řetězcem a dioly, s dichlormethanem jako rozpouštědlem a agarózou 4B (Sepharose 4B) jako katalyzátor. V této studii byla reakce BOC-ALA-OH s mastnými alkoholy až do 16 uhlíků dobré výnosy (51%), zatímco u BOC-ASP-OH-OH 6 a 12 uhlíku byla lepší, s odpovídajícím výnosem 63% [64]. 99,9%) ve výnosech v rozmezí od 58%do 76%, které byly syntetizovány tvorbou amidových vazeb s různými alkylaminy s dlouhým řetězcem nebo esterními vazbami s mastnými alkoholy CBZ-Arg-Ome, kde Papain působil jako katalyzátor.

5.2.2 Syntéza aminokyselin/peptidových povrchově aktivních látek na bázi Blíženců

Aminokyselinové povrchově aktivní látky na bázi aminokyselin se skládají ze dvou molekul AAS s přímým řetězcem spojené s sebou hlavou k hlavě rozpěrkovou skupinou. Existují 2 možná schémata pro chemoenzymatickou syntézu povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin typu geminu (obrázky 6 a 7). Na obrázku 6 jsou reagovány deriváty aminokyseliny se sloučeninou jako spacerová skupina a poté jsou zavedeny 2 hydrofobní skupiny. Na obrázku 7 jsou 2 struktury přímého řetězce přímo spojeny bifunkční skupinou spaceru.

 

Nejčasnější vývoj enzymově katalyzované syntézy gemini lipoaminokyselin byl průkopníkem Valivety et al. Yoshimura et al. zkoumali syntézu, adsorpci a agregaci povrchově aktivní látky na bázi aminokyselin založené na cystinu a n-alkylbromidu. Syntetizované povrchově aktivní látky byly porovnány s odpovídajícími monomerními povrchově aktivními látkami. Faustino et al. popsal syntézu monomerních AA na bázi aniontových močoviny založené na L-cystinu, D-cystinu, DL-cystinu, L-cysteinu, l-methioninu a L-sulfoalaninu a jejich páry Blíženců pomocí vodivosti pomocí vodivosti a jejich ustálenou fluorescenční charakterizací. Ukázalo se, že hodnota CMC Gemini byla nižší porovnáním monomeru a Blíženců.

Obr

Obr.

Obr .7

Obr.

5.2.3 Syntéza glycerolipidových aminokyselin/peptidových povrchově aktivních látek

Glycerolipidové aminokyseliny/peptidové povrchově aktivní látky jsou nová třída lipidových aminokyselin, které jsou strukturálními analogy glycerol mono- (nebo di-) esterů a fosfolipidů, kvůli jejich struktuře jednoho nebo dvou mastných řetězců s jednou aminokyselinou spojených s glycerolovým backbonem. Syntéza těchto povrchově aktivních látek začíná přípravou glycerolových esterů aminokyselin při zvýšených teplotách a v přítomnosti kyselého katalyzátoru (např. BF 3). Dobrou volbou je také enzymová syntéza (s použitím hydroláz, proteáz a lipáz jako katalyzátory) (obrázek 8).

Byla popsána enzymová syntéza dilaurylovaných argininových glyceridů pomocí papainu. Byla také popsána syntéza konjugátů diacylglycerol esteru z acetylargininu a hodnocení jejich fyzikálně -chemických vlastností.

Obr11

Obr.

Obr

Spacer: NH- (Ch2)10-NH: Compoundb1

Spacer: NH-C6H4-NH: Compoundb2

Spacer: Ch2-Ch2: sloučeninab3

Obr.9 Syntéza symetrických amfifilů odvozených od Tris (hydroxymethyl) aminomethanu

5.2.4 Syntéza aminokyseliny/peptidových povrchově aktivních látek na bázi boly

Amfifily typu BOLA na bázi aminokyselin obsahují 2 aminokyseliny, které jsou spojeny se stejným hydrofobním řetězcem. Franceschi et al. popsal syntézu amfifilů typu BOLA s 2 aminokyselinami (d- nebo l-alanin nebo l-historidin) a 1 alkylový řetězec různých délek a zkoumal jejich povrchovou aktivitu. Diskutují o syntéze a agregaci nových amfifilů typu BOLA s aminokyselinovou frakcí (s použitím neobvyklé β-aminokyseliny nebo alkoholu) a skupiny C12-C20. Použité neobvyklé p-aminokyseliny mohou být aminocid s cukrem, azidothymin (AZT) aminokyselinou, aminokyselinou norbornenu a amino alkohol odvozený od AZT (obrázek 9). Syntéza symetrických amfifilů typu BOLA odvozená od Tris (hydroxymethyl) aminomethanu (Tris) (obrázek 9).

06 Fyzikálně -chemické vlastnosti

Je dobře známo, že povrchově aktivní látky na bázi aminokyselin (AAS) jsou rozmanité a univerzální povahy a mají dobrou použitelnost v mnoha aplikacích, jako je dobrá solubilizace, dobrá emulgační vlastnosti, vysoká účinnost, vysoká výkonnost aktivity a dobrá odolnost vůči tvrdé vodě (tolerance iontů vápníku).

 

Na základě povrchově aktivních vlastností aminokyselin (např. Napětí povrchu, CMC, fázového chování a teploty kraffty) bylo po rozsáhlých studiích dosaženo následujících závěrů - povrchová aktivita AAS je lepší než jeho konvenční protějšek povrchově aktivní látky.

 

6.1 Kritická koncentrace micel (CMC)

Kritická koncentrace micely je jedním z důležitých parametrů povrchově aktivních látek a řídí mnoho povrchových aktivních vlastností, jako je solubilizace, buněčná lýza a její interakce s biofilmy atd. Obecně zvyšuje délku řetězce uhlovodíkového ocasu (zvyšující se hydrofobicita), což vede k jeho povrchové aktivitě. Povrchově aktivní látky založené na aminokyselinách mají obvykle nižší hodnoty CMC ve srovnání s konvenčními povrchově aktivními látkami.

 

Prostřednictvím různých kombinací skupin hlavy a hydrofobních ocasů (monokationický amid, bi-kationický amid, bi-kationický amidový ester), Infante et al. Syntetizoval tři AA na bázi argininu a studoval jejich CMC a yCMC (povrchové napětí v CMC), což ukazuje, že hodnoty CMC a yCMC se snížily se zvyšující se délkou hydrofobního ocasu. V jiné studii Singare a Mhatre zjistili, že CMC povrchově aktivních látek N-a-acylargininu se snížila se zvyšováním počtu atomů uhlíku ocasu s ocasem (tabulka 1).

Fo

Yoshimura et al. Zkoumal CMC povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin na bázi cysteinu a ukázal, že CMC se snížila, když se délka uhlíkového řetězce v hydrofobním řetězci zvýšila z 10 na 12. Další zvýšení délky uhlíkového řetězce na 14 mělo za následek zvýšení CMC, což potvrdilo, že s dlouhým řetězcem geminiho aktivní látky na aggregaci.

 

Faustino et al. hlásili tvorbu smíšených micel ve vodných roztocích aniontových povrchově aktivních látek Blíženci založených na cystinu. Povrchní látky Blíženci byly také porovnány s odpovídajícími konvenčními monomerními povrchově aktivními látkami (C 8 Cys). Ukázalo se, že hodnoty CMC směsí lipidů-surfaktantu jsou nižší než hodnoty čistých povrchově aktivních látek. Povrchní látky Gemini a 1,2-diheptanoyl-Sn-Glyceryl-3-fosfocholin, rozpustný ve vodě, fosfolipid vytvářející micel, měl CMC v milimolární úrovni.

 

Shrestha a Aramaki zkoumali tvorbu viskoelastických červů podobných micel ve vodných roztocích smíšených aniontových nonionických povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin v nepřítomnosti solí přimísečky. V této studii bylo zjištěno, že n-dodecyl glutamát má vyšší teplotu krafftu; Když však neutralizoval základní aminokyselinu L-lysin, generoval micely a roztok se začal chovat jako newtonovská tekutina při 25 ° C.

 

6.2 Dobrá rozpustnost vody

Dobrá rozpustnost ve vodě AAS je způsobena přítomností dalších ko-NH dluhopisů. Díky tomu je AAS biologicky rozložitelný a šetrnější k životnímu prostředí než odpovídající konvenční povrchově aktivní látky. Rozpustnost ve vodě kyseliny N-Acyl-L-glutamové je ještě lepší díky své 2 karboxylové skupině. Rozpustnost ve vodě CN (CA) 2 je také dobrá, protože v 1 molekule jsou 2 iontové argininové skupiny, což má za následek účinnější adsorpci a difúzi na rozhraní buněk a dokonce efektivní bakteriální inhibici při nižších koncentracích.

 

6.3 Krafft Teplota a Krafft Point

Krafftovou teplotu lze chápat jako specifické chování rozpustnosti povrchově aktivních látek, jejichž rozpustnost se prudce zvyšuje nad konkrétní teplotou. Iontové povrchově aktivní látky mají tendenci vytvářet pevné hydráty, které mohou vysrážet z vody. Při konkrétní teplotě (tzv. Teplota krafty) je obvykle pozorováno dramatické a nespojité zvýšení rozpustnosti povrchově aktivních látek. Krafftovým bodem iontové povrchově aktivní látky je jeho teplota Krafft v CMC.

 

Tato charakteristika rozpustnosti je obvykle pozorována u iontových povrchově aktivních látek a lze ji vysvětlit následovně: Rozpustnost bez povrchově aktivní látky je omezená pod teplotou kraffty, dokud není dosaženo bodu krafftu, kde se jeho rozpustnost postupně zvyšuje v důsledku tvorby micel. Pro zajištění úplné rozpustnosti je nutné připravit formulace povrchově aktivní látky při teplotách nad bodem kraffty.

 

Krafftova teplota AAS byla studována a porovnána s teplotou konvenčních syntetických povrchově aktivních látek. Shrestha a Aramaki studovali teplotu krafty AAS na bázi argininu a zjistili, že kritická koncentrace micely vykazovala agregační chování ve formě pre-micelů nad 2-5 × 10-6 mol-l -1, následovala normální tvorba micelle (Ohta et al. AAS a diskutoval o vztahu mezi jejich teplotou krafty a aminokyselinovými zbytky.

 

V experimentech bylo zjištěno, že Krafftova teplota N-hexadekanoyl AAS se zvýšila s klesající velikostí aminokyselinových zbytků (fenylalanin je výjimkou), zatímco teplo rozpustnosti (tepelné absorpce) se zvětšilo s klesající velikostí aminokyselinových zbytků (s výjimkou glycin a fenylalaninu). Byl dospět k závěru, že v alaninových i fenylalaninových systémech je interakce DL silnější než LL interakce v pevné formě soli N-hexadekanoyl.

 

Brito et al. stanovila teplotu krafty tří řady nových povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin pomocí diferenciální skenovací mikrokalorimetrie a zjistila, že změna trifluoroacetátového iontu na iodidový ion vedla k významnému zvýšení teploty kraffty (asi 6 ° C), od 47 ° C na 53 ° C. Přítomnost cis-dvojitých vazeb a nenasycení přítomné v ser-derivátech s dlouhým řetězcem vedly k významnému snížení teploty kraffty. Bylo hlášeno, že n-dodecyl glutamát má vyšší teplotu kraffty. Neutralizace základního aminokyseliny L-lysinu však vedla k tvorbě micel v roztoku, který se choval jako newtonovské tekutiny při 25 ° C.

 

6.4 Povrchové napětí

Povrchové napětí povrchově aktivních látek souvisí s délkou řetězce hydrofobní části. Zhang et al. stanovilo povrchové napětí glycinátu sodného kocoyl glycinátu pomocí wilhelmy desky (25 ± 0,2) ° C a stanovila hodnotu povrchového napětí v CMC jako 33 Mn -M -1, CMC jako 0,21 mmol -L -1. Yoshimura et al. určilo povrchové napětí 2C N Cys typu aminokyseliny na bázi povrchového napětí povrchu povrchu na bázi 2c N Cys. Bylo zjištěno, že povrchové napětí při CMC se snížilo se zvyšující se délkou řetězce (až do n = 8), zatímco trend byl obrácen na povrchově aktivní látky s délkou n = 12 nebo delších řetězců.

 

Rovněž byl studován účinek CAC1 2 na povrchové napětí povrchově aktivních látek na bázi dikarboxylovaných aminokyselin. V těchto studiích byl CAC1 2 přidán do vodných roztoků tří povrchově aktivních látek typu aminokyseliny dikarboxylované aminokyseliny (C12 MALNA 2, C12 aspna 2 a C12 Gluna 2). Hodnoty plošiny po CMC byly porovnány a bylo zjištěno, že povrchové napětí se snížilo při velmi nízkých koncentracích CAC12. Důvodem je účinek iontů vápníku na uspořádání povrchově aktivní látky na rozhraní plynové vody. Povrchové napětí solí N-dodecylaminomalonátu a N-dodecylaspartátu byly na druhé straně také téměř konstantní až do koncentrace 10 mmol-L -1 CAC1 2. Nad 10 mmol -l -1 se povrchové napětí prudce zvyšuje, v důsledku tvorby srážení vápenaté soli povrchově aktivní látky. U sůl disoditu s n-dodecyl glutamátem vedl mírné přidání CAC1 2 k významnému snížení povrchového napětí, zatímco pokračující zvyšování koncentrace CAC1 2 již nezpůsobilo významné změny.

Pro stanovení adsorpční kinetiky AA typu typu geminu na rozhraní plynové vody bylo stanoveno dynamické povrchové napětí pomocí metody maximálního tlaku bublin. Výsledky ukázaly, že po nejdelší dobu testovací doby se dynamické povrchové napětí 2C 12 se nezměnilo. Snížení dynamického povrchového napětí závisí pouze na koncentraci, délce hydrofobních ocasů a počtu hydrofobních ocasů. Zvyšování koncentrace povrchově aktivní látky, zmenšující se délka řetězce a počet řetězců vedla k rychlejšímu rozpadu. Bylo zjištěno, že výsledky získané pro vyšší koncentrace CS (n = 8 až 12) jsou velmi blízké y CMC měřené Wilhelmyovou metodou.

 

V jiné studii bylo dynamické povrchové napětí dilaurylcystinu sodíku (SDLC) a sodíku didecamino cystin stanoveno metodou Wilhelmy Plate a navíc byla rovnovážná povrchová napětí jejich vodných roztoků stanovena metodou objemu kapky. Reakce disulfidových vazeb byla dále zkoumána i jinými metodami. Přidání roztoku merkaptoethanolu na 0,1 mmol -L -1SDLC vedlo k rychlému zvýšení povrchového napětí z 34 mn -m -1 na 53 mn -m -1. Protože NaClo může oxidovat disulfidové vazby SDLC na skupiny kyseliny sulfonové, nebyly pozorovány žádné agregáty, když byl do roztoku 0,1 mmol -L -1 SDLC přidán žádné NaClo (5 mmol -L -1). Výsledky přenosového elektronového mikroskopie a dynamického rozptylu světla ukázaly, že v roztoku nebyly vytvořeny žádné agregáty. Bylo zjištěno, že povrchové napětí SDLC se zvyšuje z 34 mn -m -1 na 60 mn -m -1 po dobu 20 minut.

 

6.5 Binární povrchové interakce

V vědách v životě studovala řada skupin vibrační vlastnosti směsí kationtových AAS (povrchově aktivní látky na bázi diacylglycerol argininu) a fosfolipidy na rozhraní plynové vody, což nakonec dospělo k závěru, že tato neideální vlastnost způsobuje převahu elektrostatických interakcí.

 

6.6 Agregační vlastnosti

Dynamický rozptyl světla se běžně používá ke stanovení agregačních vlastností monomerů na bázi aminokyselin a povrchově aktivních látek Gemini při koncentracích nad CMC, což poskytuje zjevný hydrodynamický průměr DH (= 2RH). Agregáty tvořené C N Cys a 2CN Cys jsou relativně velké a mají široké rozložení ve srovnání s jinými povrchově aktivními látkami. Všechny povrchově aktivní látky kromě 2c 12 Cys obvykle tvoří agregáty asi 10 nm. Velikosti micel surotivních povrchově aktivních látek jsou výrazně větší než velikosti jejich monomerních protějšků. Zvýšení délky uhlovodíkového řetězce také vede ke zvýšení velikosti micel. Ohta et al. popsali agregační vlastnosti tří různých stereoizomerů N-dodecyl-fenyl-alanyl-fenyl-alanin tetramethylamonium ve vodném roztoku a ukázaly, že diastereoisomery mají stejnou kritickou agregační koncentraci ve vodném roztoku. Iwahashi et al. Osmometrií tlaku NMR a tlaku na tlak NMR a páry zkoumané tvorbou chirálních agregátů N-dodekanoyl-l-glutamové kyseliny, n-dodekanoyl-l-valinu a jejich methylestery v různých rozpouštědlech (jako je tetrahydrofuran, byla acetonitrilem, 1,4-dioxanem) s rotannou) s rotanotónou) s rotannou) s rotanotálními) s rotanotónou) s rotanovou teprous) s rotanovým teplem) s rotalovým a 1,2-dioxanem) v tetrahydrofuranu, 1,4-dioxanu) v tetrahydrofuran, acetonitrilu) v tetrahydrofuran, acetonitrilu), 1,4-dioxanu) v tetrahydrofuran (jako je tetrahydrofuran v tetrahydrofuran, 1,4-dioxanu) v tetrahydrofuranu. Kruhový dichroismus, Osmometrie tlaku NMR a páry.

 

6.7 Adsorpce mezifázu

Jedním z směrů výzkumu je také mezifázová adsorpce povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin a její srovnání s jeho konvenčním protějškem. Například byly zkoumány mezifázové adsorpční vlastnosti dodecylesterů aromatických aminokyselin získaných z LET a LEP. Výsledky ukázaly, že LET a LEP vykazovaly nižší mezifázové oblasti na rozhraní plynu-kapaliny a na rozhraní vody/hexanu.

 

Bordes et al. Zkoumal chování a adsorpci roztoku na rozhraní plynové vody tří dikarboxylovaných povrchově aktivních aminokyselinových povrchově aktivních látek, disodiových solí dodecyl glutamátu, dodecyl aspartátu a aminomalonátu (s 3, 2 a 1 atomy uhlíku mezi dvěma karboxylovými skupinami). Podle této zprávy byla CMC dikarboxylovaných povrchově aktivních látek 4-5krát vyšší než u monokarboxylované dodecyl glycinové soli. To je přičítáno tvorbě vodíkových vazeb mezi dikarboxylovanými povrchově aktivními látkami a sousedními molekulami prostřednictvím amidových skupin v nich.

 

6,8 fázové chování

Izotropní diskontinuální krychlová fáze jsou pozorována u povrchově aktivních látek při velmi vysokých koncentracích. Molekuly povrchově aktivní látky s velmi velkými skupinami hlavy mají tendenci tvořit agregáty menšího pozitivního zakřivení. Marques et al. studied the phase behavior of the 12Lys12/12Ser and 8Lys8/16Ser systems (see Figure 10), and the results showed that the 12Lys12/12Ser system has a phase separation zone between the micellar and vesicular solution regions, while the 8Lys8/16Ser system The 8Lys8/16Ser system shows a continuous transition (elongated micellar phase region between the small micellar phase region and the vesicle Fázová oblast). Je třeba poznamenat, že pro oblast vezikul systému 12LYS12/12SER systém vždy koexistují s micely, zatímco vezikulační oblast 8lys8/16serského systému má pouze vezikuly.

Obr

Katanionické směsi povrchově aktivních látek na bázi lysinu a serinu: Symetrický pár 12lys12/12ser (vlevo) a asymetrický pár 8lys8/16ser (vpravo)

6.9 Emulgační schopnost

Kouchi et al. Zkoumal emulgační schopnost, napětí mezifázového, rozptýlenost a viskozitu N- [3-dodecyl-2-hydroxypropyl] -l-arginin, L-glutamát a další AAS. Ve srovnání se syntetickými povrchově aktivními látkami (jejich konvenční neiontové a amfoterické protějšky) výsledky ukázaly, že AA mají silnější emulgační schopnost než konvenční povrchově aktivní látky.

 

Baczko et al. syntetizoval nové povrchově aktivní látky s aminokyselinou a zkoumal jejich vhodnosti jako chiral orientovaná rozpouštědla NMR spektroskopie. Řada amfifilních amfifilních derivátů na bázi sulfonátu s různými hydrofobními ocasy (pentyl ~ tetradecyl) byla syntetizována reakcí aminokyselin s O-sulfobenzoickým anhydridem. Wu et al. Syntetizované soli sodíku N-Fatty Acyl AAS aZkoumali jejich emulgifikační schopnost v emulzích oleje ve vodě a výsledky ukázaly, že tyto povrchově aktivní látky fungovaly lépe s ethylacetátem jako olejovou fází než s n-hexanem jako olejovou fází.

 

6.10 Pokroky v syntéze a výrobě

Odolnost proti tvrdé vodě lze chápat jako schopnost povrchově aktivních látek odolat přítomnosti iontů, jako je vápník a hořčík v tvrdé vodě, tj. Schopnost vyhnout se srážení do mýdel vápníku. Povrchově aktivní látky s vysokou odolností proti tvrdé vodě jsou velmi užitečné pro formulace čisticího prostředku a produktů osobní péče. Odolnost proti tvrdé vodě lze vyhodnotit výpočtem změny rozpustnosti a povrchové aktivity povrchově aktivní látky v přítomnosti iontů vápníku.

Dalším způsobem, jak vyhodnotit odolnost proti tvrdé vodě, je vypočítat procento nebo gramy povrchově aktivní látky potřebné pro mýdlo vápníku vytvořené ze 100 g oleátu sodného, ​​aby se rozptýlily ve vodě. V oblastech s vysokou tvrdou vodou mohou vysoké koncentrace iontů vápníku a hořčíku a obsahu minerálů ztěžovat některé praktické aplikace. Iont sodíku se často používá jako ion syntetické aniontové povrchově aktivní látky. Vzhledem k tomu, že dvojmocný ion vápníku je vázán na obě povrchově aktivní molekuly, způsobuje, že povrchově aktivní látka je snadněji srážena z roztoku, což zmenšuje detergenci.

 

Studie odolnosti proti tvrdé vodě AAS ukázala, že odolnost proti kyselině a tvrdé vodě byla silně ovlivněna další karboxylovou skupinou a odolnost vůči kyselině a tvrdé vodě se dále zvyšovala se zvyšujícím se délkou rozpěrky mezi dvěma karboxylovými skupinami. Pořadí odolnosti vůči kyselině a tvrdé vodě byl glycinát C 12 <C 12 aspartát <C 12 glutamátu. Při porovnání dikarboxylované amidové vazby a dikarboxylované amino povrchově aktivní látky bylo zjištěno, že rozsah pH byl širší a jeho povrchová aktivita se zvýšila s přidáním vhodného množství kyseliny. Dikarboxylované N-alkylové aminokyseliny vykazovaly chelatační účinek v přítomnosti iontů vápníku a aspartát C2 tvořil bílý gel. Glutamát C 12 vykazoval vysokou povrchovou aktivitu při vysoké koncentraci Ca2+ a očekává se, že bude použit při odsolování mořské vody.

 

6.11 Disperzibilita

Disperzibilita se týká schopnosti povrchově aktivní látky zabránit koalescenci a sedimentaci povrchově aktivní látky v roztoku.Disperzibilita je důležitá vlastnost povrchově aktivních látek, díky nimž jsou vhodné pro použití v čisticích prostředcích, kosmetice a léčivech.Dispergovací činidlo musí obsahovat ester, ether, amid nebo amidovou vazbu mezi hydrofobní skupinou a terminální hydrofilní skupinou (nebo mezi hydrofobní skupiny přímého řetězce).

 

Obecně jsou aniontové povrchově aktivní látky, jako jsou alkanolamido sulfáty a amfoterní povrchově aktivní látky, jako je amidosulfobetain, zvláště účinné jako disperční činidla pro mýdla vápníku.

 

Mnoho výzkumných snah určilo rozptýlenost AAS, kde bylo zjištěno, že n-lauroyl lysin je špatně kompatibilní s vodou a je obtížné je použít pro kosmetické formulace.V této sérii mají N-Acyl-substituované základní aminokyseliny vynikající disperzibilitu a používají se v kosmetickém průmyslu ke zlepšení formulací.

07 Toxicita

Konvenční povrchově aktivní látky, zejména kationtové povrchově aktivní látky, jsou vysoce toxické pro vodní organismy. Jejich akutní toxicita je způsobena fenoménem adsorpční iontové interakce povrchově aktivních látek na rozhraní buněčné vody. Snížení CMC povrchově aktivních látek obvykle vede k silnějším mezifázové adsorpci povrchově aktivních látek, což obvykle vede ke zvýšené akutní toxicitě. Zvýšení délky hydrofobního řetězce povrchově aktivních látek také vede ke zvýšení akutní toxicity povrchově aktivní látky.Většina AAS je pro lidi a netoxické pro lidi a životní prostředí (zejména pro mořské organismy) a je vhodná pro použití jako složky potravin, léčiva a kosmetika.Mnoho vědců prokázalo, že povrchově aktivní látky aminokyseliny jsou jemné a nedráždivé na kůži. Je známo, že povrchově aktivní látky na bázi argininu jsou méně toxické než jejich konvenční protějšky.

 

Brito et al. studoval fyzikálně-chemické a toxikologické vlastnosti amfifilů na bázi aminokyselin a jejich [derivátů z tyrosinu (Tyr), hydroxyprolinu (Hyp), serinu (Ser) a lysin (Lys)] spontánní tvorba kationtových vezikul a dala data o dafnii magna (IC 50). Syntetizovali kationtové vezikuly dodecyltrimethylamonium bromidu (DTAB)/Lys-derivátivy a/nebo Ser/Lys-derivativní směsi a testovaly jejich ekotoxicitu a hemolytický potenciál, což ukazuje, že všechny směsi AA a jejich vezikuly byly méně toxické než konvenční Dtab.

 

Rosa et al. zkoumali vazbu (asociaci) DNA na stabilní kationtové vezikuly na bázi aminokyselin. Na rozdíl od konvenčních kationtových povrchově aktivních látek, které se často zdají být toxické, se zdá, že interakce povrchově aktivních látek aminokyselin kationtových aminokyselin je netoxická. Kationtové AAS je založeno na argininu, který spontánně tvoří stabilní vezikuly v kombinaci s určitými aniontovými povrchově aktivními látkami. Inhibitory koroze na bázi aminokyselin jsou také uváděny jako netoxické. Tyto povrchově aktivní látky jsou snadno syntetizovány s vysokou čistotou (až 99%), nízkými náklady, snadno biologicky rozložitelné a zcela rozpustné ve vodných médiích. Několik studií ukázalo, že povrchově aktivní látky obsahující síru obsahující síru jsou lepší v inhibici koroze.

 

V nedávné studii Perinelli et al. uvádí uspokojivý toxikologický profil rhamnolipidů ve srovnání s konvenčními povrchově aktivními látkami. Je známo, že rhamnolipidy působí jako zvyšovače propustnosti. Rovněž uvedli účinek rhamnolipidů na epiteliální propustnost makromolekulárních léčiv.

08 Antimikrobiální aktivita

Antimikrobiální aktivita povrchově aktivních látek může být vyhodnocena minimální inhibiční koncentrací. Antimikrobiální aktivita povrchově aktivních látek na bázi argininu byla podrobně studována. Bylo zjištěno, že gramnegativní bakterie jsou odolnější vůči povrchově aktivním látkám na bázi argininu než gram-pozitivní bakterie. Antimikrobiální aktivita povrchově aktivních látek se obvykle zvyšuje přítomností hydroxylu, cyklopropanu nebo nenasycených vazeb v acylových řetězcích. Castillo et al. ukázali, že délka acylových řetězců a kladný náboj určují hodnotu HLB (hydrofilní lipofilní rovnováha) molekuly, a ty mají vliv na jejich schopnost narušit membrány. Methylester Nα-acylargininu je další důležitou třídou kationtových povrchově aktivních látek s širokospektrální antimikrobiální aktivitou a je snadno biologicky rozložitelná a má nízkou nebo žádnou toxicitu. Studie interakce povrchově aktivních látek na bázi Na-acylargininu methylesteru s 1,2-dipalmitoyl-Sn-propyltrioxyl-3-fosforylcholinem a 1,2-ditetradekanoyl-Sn-forpyltrioxyl-3-fosforylcholin, model membrány, a to, že tato třída vnějších harmarizmů prokázala, že vnější barralismy v externím harlářském stavu, které prokázaly, že vnější barviva v externím harlářském stavu, které prokázaly, že vnější barraliva v externím harlářském stavu, které prokázaly, že je přítomno vnějším náčinným, které se ukázaly v externím náčinném, které byly v externím náčiní, které prokázaly, že tato třída vnějších a absencí v externím harlářství má v externím náčiní. Antimikrobiální výsledky ukázaly, že povrchově aktivní látky mají dobrou antibakteriální aktivitu.

09 Rheologické vlastnosti

Rheologické vlastnosti povrchově aktivních látek hrají velmi důležitou roli při určování a předpovídání jejich aplikací v různých průmyslových odvětvích, včetně potravin, léčiv, extrakce ropy, osobní péče a výrobků domácí péče. Bylo provedeno mnoho studií za účelem diskuse o vztahu mezi viskoelasticitou povrchově aktivních látek aminokyselin a CMC.

10 aplikací v kosmetickém průmyslu

AA se používají při formulaci mnoha produktů osobní péče.Je zjištěno, že n-kocoyl glycinát draselný je jemný na kůži a používá se při čištění obličeje k odstranění kalu a make-upu. Kyselina N-Acyl-L-Glutamová má dvě karboxylové skupiny, což je rozpustnější ve vodě. Mezi těmito AAS se AAS založené na c 12 mastných kyselin široce používají při čištění obličeje k odstranění kalu a make -upu. AAS s řetězcem C 18 se používají jako emulgátory v produktech péče o pleť a je známo, že n-lauryllaninové soli vytvářejí krémové pěny, které nedráždí kůži, a proto mohou být použity při formulaci produktů pro péči o dítě. AAS na bázi N-Lauryl používaných v zubní pastě mají dobrou detergenturu podobnou SOAP a silné enzymové účinnosti.

 

V posledních několika desetiletích se výběr povrchově aktivních látek pro kosmetiku, produkty osobní péče a lékárny zaměřil na nízkou toxicitu, mírnost, jemnost k doteku a bezpečnosti. Spotřebitelé těchto produktů si jsou vědomi možného podráždění, toxicity a environmentálních faktorů.

 

Dnes se AA používají k formulaci mnoha šamponů, barviv na vlasy a lázeňské mýdla kvůli jejich mnoha výhodám oproti jejich tradičním protějškům v kosmetice a produktech osobní péče.Proteinové povrchově aktivní látky mají žádoucí vlastnosti nezbytné pro produkty osobní péče. Některé AA mají schopnosti formování filmu, zatímco jiné mají dobré pěnové schopnosti.

 

Aminokyseliny jsou důležité přirozeně se vyskytující hydratační faktory ve stratum corneum. Když epidermální buňky umírají, stanou se součástí stratum corneum a intracelulární proteiny jsou postupně degradovány na aminokyseliny. Tyto aminokyseliny jsou poté přepravovány dále do stratum corneum, kde absorbují tukové nebo tukové látky do epidermální vrstvy corneum, čímž se zlepšuje pružnost povrchu kůže. Přibližně 50% přirozeného zvlhčovacího faktoru v kůži se skládá z aminokyselin a pyrrolidonu.

 

Kolagen, běžná kosmetická složka, také obsahuje aminokyseliny, které udržují pokožku měkkou.Kožní problémy, jako je drsnost a tupost, jsou z velké části způsobeny nedostatkem aminokyselin. Jedna studie ukázala, že míchání aminokyseliny s mastí uvolněnou pálením kůže a postižené oblasti se vrátily do jejich normálního stavu, aniž by se staly keloidními jizvami.

 

Bylo také zjištěno, že aminokyseliny jsou velmi užitečné při péči o poškozené kutikuly.Suché, beztvaré vlasy mohou naznačovat snížení koncentrace aminokyselin v těžce poškozené vrstvě corneum. Aminokyseliny mají schopnost proniknout kutikule do vlasové šachty a absorbovat vlhkost z kůže.Díky této schopnosti povrchově aktivních látek na bázi aminokyselin jsou velmi užitečné v šamponech, barviv vlasů, změkčení vlasů, kondicionéry na vlasy a přítomnosti aminokyselin zvyšují vlasy silné.

 

11 aplikací v každodenní kosmetice

V současné době existuje rostoucí poptávka po celosvětových formulacích čisticích prostředků na bázi aminokyselin.Je známo, že AAS má lepší schopnost čištění, pěnové schopnosti a změkčování textilních vlastností, díky nimž jsou vhodné pro domácí detergenty, šampony, mytí těla a další aplikace.Amfoterní AA odvozený z aspartové se uvádí jako vysoce účinný detergent s chelatačními vlastnostmi. Bylo zjištěno, že použití detergentních složek sestávajících z N-alkyl-p-aminoethoxy kyselin snižuje podráždění kůže. Bylo hlášeno, že formulace kapalného detergentu sestávající z n-kocoyl-p-aminopropionátu je účinným detergentem pro olejové skvrny na kovových površích. Ukázalo se také, že povrchově aktivní látka aminokarboxylové kyseliny, C 14 Chohch 2 NHCH 2 Coona, má lepší čisticí prostředky, a používá se pro čištění textilu, koberců, vlasů, sklo atd. 2-hydroxy-3-aminopropionové kyseliny-N, N-acetooctové deriváty je známo, že derivát kyseliny N-acetooctové je známý.

 

Příprava detergentních formulací založených na N- (n'-dlouhý řetězec acyl-p-alanyl) -β-alanin byl hlášen Keigo a Tatsuya při jejich patentu pro lepší praní a stabilitu, snadné rozbití pěny a změkčení textilie. KAO vyvinul formulaci detergentu založenou na N-Acyl-1-N-hydroxy-β-alaninu a vykázal nízké podráždění kůže, vysokou odolnost proti vodě a vysokou energii odstraňování skvrn.

 

Japonská společnost Ajinomoto používá nízkotoxické a snadno degradovatelné AAS založené na kyselině L-glutamové, L-argininu a L-lysinu jako hlavní složky v šamponech, detergentů a kosmetice (obrázek 13). Byla také popsána schopnost enzymových aditiv ve formulacích detergentu odstranit znečištění proteinu. N-acyl AA odvozené z kyseliny glutamové, alaninu, methylglycinu, serinu a kyseliny aspartové byly hlášeny pro jejich použití jako vynikající kapalné detergenty ve vodných roztocích. Tyto povrchově aktivní látky vůbec nezvyšují viskozitu, a to ani při velmi nízkých teplotách a lze je snadno přenést ze skladovací nádoby pěnivého zařízení, aby se získaly homogenní pěny.

pro

Čas příspěvku: červen-09-2022