Ushbu maqola uchun tarkib:
1. Aminokislotalarning rivojlanishi
2. Strukturaviy xossalari
3. Kimyoviy tarkibi
4. Tasniflash
5. Sintez
6. Fizik-kimyoviy xossalari
7. Toksiklik
8. Mikroblarga qarshi faollik
9. Reologik xossalari
10. Kosmetika sanoatida qo'llanilishi
11. Kundalik kosmetikadagi ilovalar
Aminokislota sirt faol moddalar (AAS)bir yoki bir nechta aminokislotalar bilan hidrofobik guruhlarni birlashtirish natijasida hosil bo'lgan sirt faol moddalar sinfidir. Bunday holda, aminokislotalar sintetik yoki oqsil gidrolizatlari yoki shunga o'xshash qayta tiklanadigan manbalardan olinishi mumkin. Ushbu maqola AAS uchun mavjud bo'lgan sintetik yo'llarning ko'pchiligining tafsilotlarini va turli yo'nalishlarning yakuniy mahsulotlarning fizik-kimyoviy xususiyatlariga, shu jumladan eruvchanligi, dispersiya barqarorligi, toksikligi va biologik parchalanishiga ta'sirini o'z ichiga oladi. Talab ortib borayotgan sirt faol moddalar sinfi sifatida AAS ning o'zgaruvchan tuzilishi tufayli ko'p qirraliligi ko'plab tijorat imkoniyatlarini taqdim etadi.
Sirt faol moddalar yuvish vositalari, emulsifikatorlar, korroziya inhibitörleri, uchinchi darajali neftni qayta ishlash va farmatsevtika vositalarida keng qo'llanilishini hisobga olsak, tadqiqotchilar sirt faol moddalarga e'tibor berishdan to'xtamadilar.
Sirt faol moddalar butun dunyo bo'ylab har kuni ko'p miqdorda iste'mol qilinadigan va suv muhitiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan eng vakili kimyoviy mahsulotlardir.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, an'anaviy sirt faol moddalardan keng foydalanish atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Bugungi kunda zaharli emasligi, biologik parchalanishi va biologik muvofiqligi iste'molchilar uchun sirt faol moddalarning foydaliligi va ishlashi kabi deyarli muhimdir.
Biosurfaktanlar - bu bakteriyalar, zamburug'lar va xamirturush kabi mikroorganizmlar tomonidan tabiiy ravishda sintez qilinadigan yoki hujayradan tashqarida ajralib chiqadigan ekologik toza barqaror sirt faol moddalar.Shuning uchun biosurfaktanlar fosfolipidlar, alkil glikozidlar va atsil aminokislotalar kabi tabiiy amfifil tuzilmalarni taqlid qilish uchun molekulyar dizayn orqali ham tayyorlanishi mumkin.
Aminokislota sirt faol moddalar (AAS)odatda hayvonot yoki qishloq xo'jaligidan olingan xom ashyolardan ishlab chiqariladigan tipik sirt faol moddalardan biridir. So'nggi yigirma yil ichida AAS yangi sirt faol moddalar sifatida olimlar tomonidan katta qiziqish uyg'otdi, chunki ular nafaqat qayta tiklanadigan manbalardan sintezlanishi mumkin, balki AAS oson parchalanadigan va zararsiz qo'shimcha mahsulotlarga ega bo'lib, ularni xavfsizroq qiladi. muhit.
AAS amino kislotalar guruhlarini (HO 2 C-CHR-NH 2) yoki aminokislota qoldiqlarini (HO 2 C-CHR-NH-) o'z ichiga olgan aminokislotalardan tashkil topgan sirt faol moddalar sinfi sifatida belgilanishi mumkin. Aminokislotalarning ikkita funktsional hududi turli xil sirt faol moddalarni olish imkonini beradi. Tabiatda jami 20 ta standart proteinogen aminokislotalar mavjudligi ma'lum va ular o'sish va hayot faoliyatidagi barcha fiziologik reaktsiyalar uchun javobgardir. Ular bir-biridan faqat R qoldig'iga ko'ra farqlanadi (1-rasm, pk a - eritmaning kislotali dissotsilanish konstantasining manfiy logarifmi). Ba'zilari qutbsiz va hidrofobik, ba'zilari qutbli va hidrofil, ba'zilari asosli va ba'zilari kislotali.
Aminokislotalar qayta tiklanadigan birikmalar bo'lganligi sababli, aminokislotalardan sintez qilingan sirt faol moddalar ham barqaror va ekologik toza bo'lish uchun yuqori salohiyatga ega. Oddiy va tabiiy tuzilish, past toksiklik va tez biologik parchalanish ko'pincha ularni an'anaviy sirt faol moddalardan ustun qiladi. Qayta tiklanadigan xom ashyo (masalan, aminokislotalar va o'simlik moylari) yordamida AAS turli xil biotexnologik yo'llar va kimyoviy yo'llar bilan ishlab chiqarilishi mumkin.
20-asrning boshlarida aminokislotalar birinchi marta sirt faol moddalar sintezi uchun substrat sifatida ishlatilishi aniqlandi.AAS asosan farmatsevtika va kosmetika formulalarida konservant sifatida ishlatilgan.Bundan tashqari, AAS turli kasalliklarga olib keladigan bakteriyalar, o'smalar va viruslarga qarshi biologik faol ekanligi aniqlandi. 1988 yilda arzon narxlardagi AAS ning mavjudligi sirt faolligiga tadqiqot qiziqishini uyg'otdi. Bugungi kunda biotexnologiyaning rivojlanishi bilan ba'zi aminokislotalar ham xamirturush tomonidan keng miqyosda tijorat asosida sintezlanishi mumkin, bu bilvosita AAS ishlab chiqarish ekologik jihatdan qulayroq ekanligini isbotlaydi.
01 Aminokislotalarning rivojlanishi
19-asrning boshlarida, tabiiy aminokislotalar birinchi marta kashf etilganda, ularning tuzilmalari amfifillarni tayyorlash uchun xom ashyo sifatida foydalanish uchun juda qimmatli ekanligi taxmin qilingan. AAS sintezi bo'yicha birinchi tadqiqot 1909 yilda Bondi tomonidan e'lon qilingan.
Ushbu tadqiqotda N-atsilglisin va N-atsilalanin sirt faol moddalar uchun hidrofilik guruhlar sifatida kiritilgan. Keyingi ishlar glisin va alanin yordamida lipoamino kislotalar (AAS) sintezini o'z ichiga oldi va Hentrich va boshqalar. bir qator topilmalarni e'lon qildi,shu jumladan, maishiy tozalash vositalarida (masalan, shampunlar, yuvish vositalari va tish pastalari) sirt faol moddalar sifatida asil sarkosinat va asil aspartat tuzlaridan foydalanish bo'yicha birinchi patent talabnomasi.Keyinchalik ko'plab tadqiqotchilar asil aminokislotalarining sintezi va fizik-kimyoviy xususiyatlarini o'rganishdi. Bugungi kunga kelib, AAS ning sintezi, xususiyatlari, sanoat qo'llanilishi va biologik parchalanishi bo'yicha katta adabiyotlar nashr etilgan.
02 Strukturaviy xususiyatlar
AAS ning qutbsiz hidrofobik yog 'kislotalari zanjirlari tuzilishi, zanjir uzunligi va soni bo'yicha farq qilishi mumkin.AAS ning strukturaviy xilma-xilligi va yuqori sirt faolligi ularning keng tarkibi xilma-xilligi va fizik-kimyoviy va biologik xususiyatlarini tushuntiradi. AAS ning bosh guruhlari aminokislotalar yoki peptidlardan iborat. Bosh guruhlardagi farqlar ushbu sirt faol moddalarning adsorbsiyasi, agregatsiyasi va biologik faolligini aniqlaydi. Keyin bosh guruhdagi funktsional guruhlar AAS turini, shu jumladan katyonik, anionik, noionik va amfoterikni aniqlaydi. Hidrofilik aminokislotalar va hidrofobik uzun zanjirli qismlarning birikmasi amfifil tuzilishni hosil qiladi, bu molekulani yuqori darajada faollashtiradi. Bundan tashqari, molekulada assimetrik uglerod atomlarining mavjudligi chiral molekulalarni shakllantirishga yordam beradi.
03 Kimyoviy tarkibi
Barcha peptidlar va polipeptidlar ushbu 20 ga yaqin a-proteinogen a-aminokislotalarning polimerizatsiya mahsulotlaridir. Barcha 20 ta a-aminokislota tarkibida bir xil tetraedral a-uglerod atomiga biriktirilgan karboksilik kislota funktsional guruhi (-COOH) va aminokislotalarning funktsional guruhi (-NH 2) mavjud. Aminokislotalar a-uglerodga biriktirilgan turli R guruhlari bilan bir-biridan farq qiladi (R guruhi vodorod bo'lgan litsindan tashqari.) R guruhlari tuzilishi, hajmi va zaryadi (kislotalik, ishqoriylik) bo'yicha farq qilishi mumkin. Bu farqlar aminokislotalarning suvda eruvchanligini ham aniqlaydi.
Aminokislotalar chiral (glisindan tashqari) va tabiatan optik jihatdan faoldir, chunki ular alfa-uglerod bilan bog'langan to'rt xil o'rinbosarga ega. Aminokislotalar ikkita mumkin bo'lgan konformatsiyaga ega; ular L-stereoizomerlar soni sezilarli darajada ko'p bo'lishiga qaramay, bir-birining ustiga tushmaydigan oyna tasvirlari. Ba'zi aminokislotalarda (Fenilalanin, Tirozin va Triptofan) mavjud bo'lgan R-guruhi aril bo'lib, 280 nm da maksimal ultrabinafsha nurlanishiga olib keladi. Aminokislotalardagi kislotali a-COOH va asosiy a-NH 2 ionlanishga qodir va ikkala stereoizomer ham, qaysi biri bo'lishidan qat'i nazar, quyida ko'rsatilgan ionlanish muvozanatini yaratadi.
R-COOH ↔R-COO-＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Yuqoridagi ionlanish muvozanatida ko'rsatilganidek, aminokislotalar kamida ikkita zaif kislotali guruhni o'z ichiga oladi; ammo karboksil guruhi protonlangan aminokislotalarga nisbatan ancha kislotali. pH 7,4, karboksil guruhi deprotonatsiyalangan, aminokislota esa protonlanadi. Ionlashtirilmaydigan R guruhlari bo'lgan aminokislotalar bu pHda elektr neytral bo'lib, zvitterion hosil qiladi.
04 Tasniflash
AAS to'rtta mezon bo'yicha tasniflanishi mumkin, ular quyida o'z navbatida tavsiflanadi.
4.1 Kelib chiqishi bo'yicha
| Kelib chiqishiga ko'ra, AASni quyidagicha 2 toifaga bo'lish mumkin. ① Tabiiy toifa Aminokislotalarni o'z ichiga olgan ba'zi tabiiy birikmalar sirt/interfasial kuchlanishni kamaytirish qobiliyatiga ega va ba'zilari hatto glikolipidlarning samaradorligidan ham oshib ketadi. Ushbu AAS lipopeptidlar sifatida ham tanilgan. Lipopeptidlar past molekulyar og'irlikdagi birikmalar bo'lib, odatda Bacillus turlari tomonidan ishlab chiqariladi.
Bunday AAS yana 3 kichik sinfga bo'linadi:surfaktin, iturin va fengitsin.
|
| Yuzaki faol peptidlar oilasi turli xil moddalarning geptapeptid variantlarini o'z ichiga oladi,2a-rasmda ko'rsatilganidek, C12-C16 to'yinmagan b-gidroksi yog 'kislotalari zanjiri peptid bilan bog'langan. Yuzaki faol peptid makrosiklik lakton bo'lib, unda halqa b-gidroksi yog 'kislotasining C-terminusi va peptid o'rtasida kataliz orqali yopiladi. Iturinning pastki sinfida oltita asosiy variant mavjud, ya'ni iturin A va C, mikosubtilin va basillomitsin D, F va L.Barcha holatlarda geptapeptidlar b-aminokislotalarning C14-C17 zanjirlari bilan bog'langan (zanjirlar turli xil bo'lishi mumkin). Ekurimitsinlar holatida, b-pozitsiyadagi aminokislotalar C-terminus bilan amid bog'lanishini hosil qilishi mumkin va shu bilan makrosiklik laktam tuzilishini hosil qiladi.
Fengitsin kichik sinfida fengitsin A va B mavjud bo'lib, ular Tyr9 D-konfiguratsiya qilinganida plipastatin deb ham ataladi.Dekapeptid C14-C18 to'yingan yoki to'yinmagan b-gidroksi yog 'kislotalari zanjiri bilan bog'langan. Strukturaviy jihatdan, plipastatin ham makrosiklik lakton bo'lib, peptidlar ketma-ketligining 3-pozitsiyasida Tyr yon zanjirini o'z ichiga oladi va C-terminal qoldig'i bilan ester bog'ini hosil qiladi, shu bilan ichki halqa tuzilishini hosil qiladi (ko'p Pseudomonas lipopeptidlarida bo'lgani kabi).
② Sintetik toifa AAS kislotali, asosiy va neytral aminokislotalarning har qandayidan foydalanib ham sintezlanishi mumkin. AAS sintezi uchun ishlatiladigan umumiy aminokislotalar glutamik kislota, serin, prolin, aspartik kislota, glitsin, arginin, alanin, leysin va oqsil gidrolizatlaridir. Sirt faol moddalarning bu kichik sinfini kimyoviy, fermentativ va kimyofermentativ usullar bilan tayyorlash mumkin; ammo AAS ishlab chiqarish uchun kimyoviy sintez iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqdir. Umumiy misollar orasida N-lauroyl-L-glutamik kislota va N-palmitoil-L-glutamik kislota mavjud.
|
4.2 Alifatik zanjir o'rnini bosuvchi moddalar asosida
Alifatik zanjir o'rnini bosuvchi moddalar asosida aminokislotalar asosidagi sirt faol moddalarni 2 turga bo'lish mumkin.
O'rinbosarning pozitsiyasiga ko'ra
| ①N bilan almashtirilgan AAS N-almashtirilgan birikmalarda aminokislotalar lipofil guruh yoki karboksil guruh bilan almashtiriladi, natijada asoslik yo'qoladi. N-almashtirilgan AASning eng oddiy misoli N-atsil aminokislotalar bo'lib, ular asosan anion sirt faol moddalardir. n-almashtirilgan AAS hidrofobik va hidrofil qismlar o'rtasida biriktirilgan amid bog'iga ega. Amid aloqasi vodorod aloqasini hosil qilish qobiliyatiga ega, bu esa kislotali muhitda bu sirt faol moddasining parchalanishini osonlashtiradi, shuning uchun uni biologik parchalanishga aylantiradi.
②C bilan almashtirilgan AAS C bilan almashtirilgan birikmalarda almashtirish karboksil guruhida (amid yoki ester aloqasi orqali) sodir bo'ladi. Odatda C o'rnini bosuvchi birikmalar (masalan, efirlar yoki amidlar) asosan katyonik sirt faol moddalardir.
③N va C o'rnini bosuvchi AAS Ushbu turdagi sirt faol moddalarda ham aminokislotalar, ham karboksil guruhlari hidrofilik qismdir. Bu tur asosan amfoter sirt faol moddadir. |
4.3 Hidrofobik dumlar soniga ko'ra
Bosh guruhlari va hidrofobik quyruqlar soniga qarab, AAS to'rt guruhga bo'linishi mumkin. To'g'ri zanjirli AAS, Gemini (dimer) tipidagi AAS, Glitserolipid tipidagi AAS va bisefalik amfifil (Bola) tipidagi AAS. to'g'ri zanjirli sirt faol moddalar faqat bitta hidrofobik quyruqli aminokislotalardan tashkil topgan sirt faol moddalardir (3-rasm). Egizaklar tipidagi AAS ikkita aminokislota qutbli bosh guruhiga va har bir molekulada ikkita hidrofobik dumga ega (4-rasm). Ushbu turdagi strukturada ikkita to'g'ri zanjirli AAS bir-biriga bo'shliq bilan bog'langan va shuning uchun ham dimerlar deb ataladi. Glitserolipid tipidagi AASda esa, ikkita hidrofobik dumlar bir xil aminokislota bosh guruhiga biriktirilgan. Ushbu sirt faol moddalarni monogliseridlar, diglitseridlar va fosfolipidlarning analoglari deb hisoblash mumkin, Bola tipidagi AASda esa ikkita aminokislota bosh guruhi hidrofobik quyruq bilan bog'langan.
4.4 Bosh guruhning turiga ko'ra
①Kationik AAS
Ushbu turdagi sirt faol moddalarning bosh guruhi ijobiy zaryadga ega. Eng qadimgi katyonik AAS pirolidon karboksilat bo'lgan etil kokoil arginatdir. Ushbu sirt faol moddaning noyob va xilma-xil xususiyatlari uni dezinfektsiyalash vositalarida, mikroblarga qarshi vositalarda, antistatik vositalarda, soch konditsionerlarida foydali qiladi, shuningdek, ko'zlar va teriga yumshoq va oson biologik parchalanadi. Singare va Mhatre arginin asosidagi katyonik AAS ni sintez qildilar va ularning fizik-kimyoviy xususiyatlarini baholadilar. Ushbu tadqiqotda ular Schotten-Baumann reaktsiyasi shartlaridan foydalangan holda olingan mahsulotlarning yuqori hosildorligini da'vo qilishdi. Alkil zanjiri uzunligi va hidrofobikligi ortishi bilan sirt faol moddaning sirt faolligi ortishi va kritik mitsel kontsentratsiyasi (cmc) kamayishi aniqlandi. Yana biri to'rtlamchi asil oqsili bo'lib, u odatda sochni parvarish qilish mahsulotlarida konditsioner sifatida ishlatiladi.
②Anionli AAS
Anion sirt faol moddalarda sirt faol moddaning qutbli bosh guruhi manfiy zaryadga ega. Sarkosin (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglisin), odatda dengiz kirpilari va dengiz yulduzlarida uchraydigan aminokislota, kimyoviy jihatdan glitsin (NH 2 -CH 2 -COOH,) bilan bog'liq, asosiy aminokislota topilgan. sutemizuvchilar hujayralarida. -COOH,) kimyoviy jihatdan sutemizuvchilar hujayralarida joylashgan asosiy aminokislota bo'lgan glitsin bilan bog'liq. Sarkosinat sirt faol moddalarni sintez qilish uchun odatda laurik kislota, tetradekanoik kislota, oleyk kislota va ularning galogenidlari va efirlari ishlatiladi. Sarkosinatlar tabiatan yumshoq bo'lib, shuning uchun odatda og'iz yuvish vositalari, shampunlar, soqol olish uchun ko'piklar, quyosh kremi, terini tozalash vositalari va boshqa kosmetika mahsulotlarida qo'llaniladi.
Savdoda mavjud bo'lgan boshqa anion AAS qatoriga Amisoft CS-22 va AmiliteGCK-12 kiradi, ular mos ravishda natriy N-kokoil-L-glutamat va kaliy N-kokoil glisinatning savdo nomlaridir. Amilit odatda ko'pikli vosita, detarjan, erituvchi, emulsifikator va dispersant sifatida ishlatiladi va shampunlar, hammom sovunlari, tana yuvish vositalari, tish pastalari, yuzlarni tozalash vositalari, tozalovchi sovunlar, kontakt linzalari va uy sirt faol moddalar kabi ko'plab ilovalarga ega. Amisoft yumshoq teri va sochni tozalash vositasi sifatida, asosan, yuz va tanani tozalash vositalari, blokli sintetik yuvish vositalari, tanani parvarish qilish vositalari, shampunlar va boshqa terini parvarish qilish vositalarida ishlatiladi.
③zwitterionik yoki amfoterik AAS
Amfoter sirt faol moddalar kislotali va asosli joylarni o'z ichiga oladi va shuning uchun pH qiymatini o'zgartirish orqali ularning zaryadini o'zgartirishi mumkin. Ishqoriy muhitda ular anion sirt faol moddalar kabi, kislotali muhitda ular katyonik sirt faol moddalar kabi va neytral muhitda amfoter sirt faol moddalar kabi harakat qiladilar. Lauril lizin (LL) va alkoksi (2-gidroksipropil) arginin aminokislotalarga asoslangan yagona amfoter sirt faol moddalardir. LL lizin va laurik kislotaning kondensatsiya mahsulotidir. Amfoter tuzilishi tufayli LL deyarli barcha turdagi erituvchilarda erimaydi, juda ishqoriy yoki kislotali erituvchilardan tashqari. Organik kukun sifatida LL hidrofilik sirtlarga mukammal yopishadi va past ishqalanish koeffitsientiga ega, bu sirt faol moddasiga ajoyib moylash qobiliyatini beradi. LL teri kremlari va sochlar uchun konditsionerlarda keng qo'llaniladi va moylash vositasi sifatida ham qo'llaniladi.
④Noionik AAS
Noionik sirt faol moddalar rasmiy zaryadsiz qutbli bosh guruhlari bilan tavsiflanadi. sakkizta yangi etoksillangan nonionik sirt faol moddalar Al-Sabagh va boshqalar tomonidan tayyorlangan. yog'da eriydigan a-aminokislotalardan. Ushbu jarayonda L-fenilalanin (LEP) va L-leysin birinchi navbatda geksadekanol bilan esterifikatsiya qilindi, so'ngra a-aminokislotalarning ikkita amidini va ikkita efirini olish uchun palmitik kislota bilan amidlashdi. Keyin amidlar va efirlar etilen oksidi bilan kondensatsiya reaksiyasidan o‘tdi va turli xil sonli polioksietilen birliklari (40, 60 va 100) bo‘lgan uchta fenilalanin hosilasini oldi. Ushbu noionik AAS yaxshi deterjan va ko'pikli xususiyatlarga ega ekanligi aniqlandi.
05 Sintez
5.1 Asosiy sintetik yo'l
AASda hidrofobik guruhlar amin yoki karboksilik kislota joylariga yoki aminokislotalarning yon zanjirlari orqali biriktirilishi mumkin. Bunga asoslanib, 5-rasmda ko'rsatilganidek, to'rtta asosiy sintetik yo'nalish mavjud.
Fig.5 Aminokislotalarga asoslangan sirt faol moddalarning asosiy sintez yo'llari
| Yo'l 1. Amfifil efir aminlari esterifikatsiya reaksiyalari natijasida hosil boʻladi, bu holda sirt faol moddalar sintezi odatda yogʻ spirtlari va aminokislotalarni suvsizlantiruvchi vosita va kislotali katalizator ishtirokida qayta oqimlash yoʻli bilan amalga oshiriladi. Ayrim reaksiyalarda sulfat kislota ham katalizator, ham suvsizlantiruvchi vosita vazifasini bajaradi.
Yo'l 2. Faollashgan aminokislotalar alkilaminlar bilan reaksiyaga kirishib, amid bog‘larini hosil qiladi, natijada amfifil amidoaminlar sintezlanadi.
Yo'l 3. Amidokislotalar aminokislotalarning amin guruhlarini Amidokislotalar bilan reaksiyaga kirishish orqali sintezlanadi.
Yo'l 4. Uzoq zanjirli alkil aminokislotalar amin guruhlarining haloalkanlar bilan reaksiyasi natijasida sintez qilingan. |
5.2 Sintez va ishlab chiqarishdagi yutuqlar
5.2.1 Bir zanjirli aminokislota/peptid sirt faol moddalar sintezi
N-atsil yoki O-atsil aminokislotalar yoki peptidlar amin yoki gidroksil guruhlarini yog 'kislotalari bilan fermentlar yordamida katalizlash orqali sintezlanishi mumkin. Aminokislota amid yoki metil ester hosilalarining hal qiluvchisiz lipaz-katalizlangan sintezi haqidagi eng dastlabki hisobotda Candida antarctica ishlatilgan, maqsadli aminokislotaga qarab rentabellik 25% dan 90% gacha. Ba'zi reaksiyalarda erituvchi sifatida metil etil keton ham ishlatilgan. Vonderhagen va boshqalar. shuningdek, suv va organik erituvchilar (masalan, dimetilformamid/suv) va metilbutil keton aralashmasidan foydalangan holda aminokislotalar, oqsil gidrolizatlari va/yoki ularning hosilalarining lipaz va proteaza-katalizli N-atsillanish reaksiyalari tasvirlangan.
Dastlabki kunlarda AAS ning ferment-katalizli sintezining asosiy muammosi past rentabellik edi. Valivety va boshqalarga ko'ra. N-tetradekanoil aminokislota hosilalari turli lipazlarni qo'llash va ko'p kunlar davomida 70 ° C da inkubatsiya qilishdan keyin ham faqat 2% -10% ni tashkil etdi. Montet va boshqalar. yog 'kislotalari va o'simlik moylari yordamida N-atsillizin sintezida aminokislotalarning past rentabelligi bilan bog'liq muammolarga ham duch keldi. Ularga ko'ra, mahsulotning maksimal rentabelligi erituvchisiz sharoitda va organik erituvchilardan foydalangan holda 19% ni tashkil etdi. xuddi shu muammo Valivety va boshqalar tomonidan duch kelgan. N-Cbz-L-lizin yoki N-Cbz-lizin metil efir hosilalari sintezida.
Ushbu tadqiqotda ular N-himoyalangan serinni substrat sifatida va erigan erituvchisiz muhitda katalizator sifatida Novozyme 435 dan foydalanganda 3-O-tetradekanoil-L-serinning rentabelligi 80% ni tashkil qilishini da'vo qilishdi. Nagao va Kito lipazni qo'llashda L-serin, L-gomoserin, L-treonin va L-tirozin (LET) ning O-atsillanishini o'rganishdi Reaksiya natijalari (lipaz suvli bufer muhitda Candida cylindracea va Rhizopus delemar tomonidan olingan) va L-gomoserin va L-serinning asillanish rentabelligi biroz past ekanligini, L-treonin va LETning asillanishi sodir bo'lmaganligini xabar qildi.
Ko'pgina tadqiqotchilar iqtisodiy jihatdan samarali AAS sintezi uchun arzon va oson mavjud bo'lgan substratlardan foydalanishni qo'llab-quvvatladilar. Soo va boshqalar. palma yog'iga asoslangan sirt faol moddalarni tayyorlash immobilizatsiyalangan lipoenzim bilan eng yaxshi ishlaydi, deb da'vo qildi. Ular ko'p vaqt talab qiladigan reaktsiyaga qaramay (6 kun) mahsulotlarning hosildorligi yaxshiroq bo'lishini ta'kidladilar. Gerova va boshqalar. siklik/rasemik aralashmada metionin, prolin, leysin, treonin, fenilalanin va fenilglitsinga asoslangan chiral N-palmitoil AAS sintezi va sirt faolligini o'rganib chiqdi. Pang va Chu aminokislotalar asosidagi monomerlar va dikarboksilik kislota asosidagi monomerlarning eritmadagi sintezini tasvirlab berdilar. Eritmada kondensatsiyalanish reaksiyalari natijasida bir qator funktsional va biologik parchalanadigan aminokislotalar asosidagi poliamid efirlari sintez qilindi.
Cantaeuzene va Guerreiro Boc-Ala-OH va Boc-Asp-OH ning karboksilik kislota guruhlarini uzoq zanjirli alifatik spirtlar va diollar bilan, hal qiluvchi sifatida diklorometan va katalizator sifatida 4B agaroza (Sepharose 4B) bilan esterifikatsiya qilish haqida xabar berishdi. Ushbu tadqiqotda Boc-Ala-OH ning 16 uglerodgacha bo'lgan yog'li spirtlar bilan reaktsiyasi yaxshi hosil berdi (51%), Boc-Asp-OH 6 va 12 uglerodlari uchun esa yaxshiroq, mos keladigan hosil 63% [64]. ]. 99,9% dan 58% dan 76% gacha bo'lgan rentabellikda, ular Cbz-Arg-OMe tomonidan turli uzun zanjirli alkilaminlar bilan amid bog'lanishlari yoki yog'li spirtlar bilan ester bog'lari hosil bo'lishi orqali sintez qilingan, bu erda papain katalizator sifatida harakat qilgan.
5.2.2 Gemini asosidagi aminokislota/peptid sirt faol moddalar sintezi
Aminokislotalarga asoslangan gemini sirt faol moddalar bir-biri bilan boshma-yakka bog'langan ikkita to'g'ri zanjirli AAS molekulalaridan iborat. Gemini tipidagi aminokislotalar asosidagi sirt faol moddalarni kimyoviy fermentativ sintez qilishning 2 ta mumkin bo'lgan sxemasi mavjud (6 va 7-rasmlar). 6-rasmda 2 ta aminokislota hosilasi birikma bilan spacer guruhi sifatida reaksiyaga kirishadi va keyin 2 ta hidrofobik guruh kiritiladi. 7-rasmda ikkita to'g'ridan-to'g'ri zanjirli tuzilmalar ikki funktsiyali bo'shliq guruhi bilan bevosita bog'langan.
Gemini lipoaminokislotalarining ferment-katalizli sintezining eng erta rivojlanishi Valivety va boshqalar tomonidan kashshof bo'lgan. Yoshimura va boshqalar. sistin va n-alkil bromid asosidagi aminokislotalarga asoslangan gemini sirt faol moddasining sintezi, adsorbsiyasi va agregatsiyasini o'rganib chiqdi. Sintezlangan sirt faol moddalar mos keladigan monomer sirt faol moddalar bilan solishtirildi. Faustino va boshqalar. L-sistin, D-sistin, DL-sistin, L-sistein, L-metionin va L-sulfoalanin va ularning juft gemini asosidagi anion karbamid asosidagi monomerik AAS sintezini o'tkazuvchanlik, muvozanat sirt tarangligi va barqarorlik orqali tasvirlab berdi. -ularning holati floresans xarakteristikasi. Monomer va gemini solishtirganda geminining cmc qiymati past ekanligi ko'rsatildi.
Fig.6 AA hosilalari va spacer yordamida gemini AAS sintezi, so'ngra hidrofobik guruhni kiritish
Fig.7 Ikki funksiyali spacer va AAS yordamida gemini AAS sintezi
5.2.3 Glitserollipid aminokislota/peptid sirt faol moddalar sintezi
Glitserollipid aminokislota/peptid sirt faol moddalar lipid aminokislotalarining yangi sinfi bo‘lib, ular glitserinning umurtqa pog‘onasi bilan bog‘langan bitta aminokislota bilan bir yoki ikkita yog‘ zanjiridan iborat bo‘lganligi sababli glitserin mono- (yoki di-) efirlari va fosfolipidlarning strukturaviy analoglari hisoblanadi. ester aloqasi bilan. Ushbu sirt faol moddalarning sintezi yuqori haroratda va kislotali katalizator (masalan, BF 3) ishtirokida aminokislotalarning glitserin efirlarini tayyorlashdan boshlanadi. Fermentlar bilan katalizlangan sintez (katalizator sifatida gidrolazalar, proteazlar va lipazlardan foydalanish) ham yaxshi variant hisoblanadi (8-rasm).
Papain yordamida dilaurillangan arginin glitserid konjugatlarining ferment-katalizli sintezi haqida xabar berilgan. Asetilarginindan diatsilgliserol ester konjugatlarining sintezi va ularning fizik-kimyoviy xususiyatlarini baholash ham xabar qilingan.
8-rasm Mono va diatsilgliserin aminokislota konjugatlarining sintezi
ajratuvchi: NH-(CH2)10-NH: B1 birikmasi
ajratuvchi: NH-C6H4-NH: B2 birikmasi
ajratuvchi: CH2-CH2: birikmaB3
9-rasm Tris(gidroksimetil)aminometandan olingan simmetrik amfifillarning sintezi
5.2.4 Bola asosidagi aminokislotalar/peptid sirt faol moddalar sintezi
Aminokislotalarga asoslangan bola tipidagi amfifillar bir xil hidrofobik zanjir bilan bog'langan 2 ta aminokislotadan iborat. Franceschi va boshqalar. bola tipidagi amfifillarning 2 ta aminokislotalar (D- yoki L-alanin yoki L-gistidin) va turli uzunlikdagi 1 alkil zanjiri bilan sintezini tasvirlab berdi va ularning sirt faolligini tekshirdi. Ular yangi bola tipidagi amfifillarning aminokislotalar fraktsiyasi (kam uchraydigan b-aminokislota yoki spirt yordamida) va C12-C20 spacer guruhi bilan sintezi va agregatsiyasini muhokama qiladilar. Qo'llaniladigan kam uchraydigan b-aminokislotalar shakar aminokislotalari, azidotimin (AZT) aminokislotalari, norbornen aminokislotalari va AZTdan olingan aminokislotalar bo'lishi mumkin (9-rasm). tris(gidroksimetil)aminometan (Tris) dan olingan simmetrik bola tipidagi amfifillarning sintezi (9-rasm).
06 Fizik-kimyoviy xossalari
Ma'lumki, aminokislotalarga asoslangan sirt faol moddalar (AAS) tabiatan xilma-xil va ko'p qirrali bo'lib, yaxshi eruvchanlik, yaxshi emulsifikatsiya xususiyatlari, yuqori samaradorlik, yuqori sirt faolligi va qattiq suvga (kaltsiy ioni) yaxshi qarshilik kabi ko'plab ilovalarda yaxshi qo'llanilishi mumkin. bag'rikenglik).
Aminokislotalarning sirt faol moddalariga (masalan, sirt tarangligi, smc, fazaviy harakat va Krafft harorati) asoslanib, keng qamrovli tadqiqotlardan so'ng quyidagi xulosalarga erishildi - AAS sirt faolligi uning an'anaviy sirt faol hamkasbidan ustundir.
6.1 Kritik mitsel kontsentratsiyasi (cmc)
Kritik mitsel kontsentratsiyasi sirt faol moddalarning muhim parametrlaridan biri bo'lib, ko'plab sirt faol xususiyatlarini, masalan, eruvchanlik, hujayra parchalanishi va uning biofilmlar bilan o'zaro ta'sirini boshqaradi. Umuman olganda, uglevodorod dumining zanjir uzunligini oshirish (hidrofobiklikni oshirish) kamayishiga olib keladi. sirt faol moddasining smc qiymatida, shu bilan uning sirt faolligini oshiradi. Aminokislotalarga asoslangan sirt faol moddalar odatda an'anaviy sirt faol moddalarga nisbatan pastroq cmc qiymatlariga ega.
Bosh guruhlari va hidrofobik quyruqlarning turli kombinatsiyalari orqali (monokationik amid, bi-kationik amid, bi-kationik amid asosidagi ester), Infante va boshqalar. arginin asosidagi uchta AAS sintez qildi va ularning cmc va gcmc (cmc da sirt tarangligi) ni o'rganib chiqdi, bu esa cmc va gcmc qiymatlarining hidrofobik quyruq uzunligi ortishi bilan kamayishini ko'rsatdi. Boshqa bir tadqiqotda Singare va Mhatre N-a-atsilarginin sirt faol moddalarining smc ning hidrofobik quyruq uglerod atomlari sonining ko'payishi bilan kamayganligini aniqladilar (1-jadval).
Yoshimura va boshqalar. sisteindan olingan aminokislotalar asosidagi gemini sirt faol moddalarining cmc ni o'rganib chiqdi va hidrofobik zanjirdagi uglerod zanjiri uzunligi 10 dan 12 gacha oshirilganda cmc kamayganini ko'rsatdi. Uglerod zanjiri uzunligini 14 ga oshirish smc ning oshishiga olib keldi, bu uzun zanjirli gemini sirt faol moddalarning agregatsiyaga moyilligi past ekanligini tasdiqladi.
Faustino va boshqalar. sistin asosidagi anion gemini sirt faol moddalarining suvli eritmalarida aralash mitsellalar hosil bo'lishini xabar qildi. Gemini sirt faol moddalar, shuningdek, tegishli an'anaviy monomerik sirt faol moddalar (C 8 Cys) bilan solishtirildi. Lipid-sirt faol moddalar aralashmalarining cmc qiymatlari sof sirt faol moddalarnikidan pastroq ekanligi xabar qilindi. gemini sirt faol moddalari va 1,2-diheptanoil-sn-glitseril-3-fosfokolin, suvda eruvchan, mitsel hosil qiluvchi fosfolipid millimolyar darajada cmc ga ega edi.
Shrestha va Aramaki aralash aminokislotalar asosidagi anion-noionik sirt faol moddalarning suvli eritmalarida qorishma tuzlari bo'lmagan holda viskoelastik qurtga o'xshash mitsellalarning shakllanishini o'rgandilar. Ushbu tadqiqotda N-dodesil glutamat yuqori Krafft haroratiga ega ekanligi aniqlandi; ammo L-lizin asosiy aminokislota bilan zararsizlantirilganda mitsellalar hosil qildi va eritma 25 °C da Nyuton suyuqligi kabi harakat qila boshladi.
6.2 Suvda yaxshi eruvchanligi
AAS ning suvda yaxshi eruvchanligi qo'shimcha CO-NH bog'larining mavjudligi bilan bog'liq. Bu AAS ni mos keladigan an'anaviy sirt faol moddalarga qaraganda ko'proq biologik parchalanadigan va ekologik toza qiladi. N-asil-L-glutamik kislotaning suvda eruvchanligi 2 karboksil guruhi tufayli yanada yaxshi. Cn (CA) 2 ning suvda eruvchanligi ham yaxshi, chunki 1 molekulada 2 ta ionli arginin guruhi mavjud bo'lib, bu hujayra interfeysida yanada samarali adsorbsiya va diffuziyaga va hatto past konsentratsiyalarda samarali bakterial inhibisyonga olib keladi.
6.3 Krafft harorati va Krafft nuqtasi
Krafft harorati deganda eruvchanligi ma'lum bir haroratdan keskin oshib boruvchi sirt faol moddalarning o'ziga xos eruvchanligi harakati sifatida tushunish mumkin. Ion sirt faol moddalar qattiq gidratlarni hosil qilish tendentsiyasiga ega, ular suvdan cho'ktirishi mumkin. Muayyan haroratda (Krafft harorati deb ataladigan) odatda sirt faol moddalarning eruvchanligining keskin va uzluksiz o'sishi kuzatiladi. Ion sirt faol moddaning Krafft nuqtasi uning smc da Krafft haroratidir.
Ushbu eruvchanlik xususiyati odatda ionli sirt faol moddalar uchun ko'rinadi va uni quyidagicha izohlash mumkin: sirt faol moddaning erkin monomerining eruvchanligi Krafft nuqtasiga etgunga qadar Krafft harorati ostida chegaralanadi, bu erda uning eruvchanligi mitsel shakllanishi tufayli asta-sekin ortadi. To'liq eruvchanlikni ta'minlash uchun sirt faol moddalar formulalarini Krafft nuqtasidan yuqori haroratlarda tayyorlash kerak.
AAS ning Krafft harorati o'rganildi va an'anaviy sintetik sirt faol moddalar bilan solishtirildi. Shrestha va Aramaki arginin asosidagi AAS ning Krafft haroratini o'rganib chiqdi va kritik mitsel kontsentratsiyasi 2-5 dan yuqori bo'lgan pre-mitsellar shaklida agregatsiya harakatini ko'rsatishini aniqladi. ×10-6 mol-L-1, keyin normal mitsel shakllanishi (Ohta va boshq. olti xil turdagi N-geksadekanoil AAS sintez qildi va ularning Krafft harorati va aminokislotalar qoldiqlari o'rtasidagi munosabatni muhokama qildi.
Tajribalarda N-geksadekanoil AAS ning Krafft harorati aminokislotalar qoldiqlari hajmining kamayishi (fenilalanin bundan mustasno), eruvchanlik issiqligi (issiqlik olish) esa aminokislotalar qoldiqlari hajmining kamayishi (issiqlik olish) bilan ortishi aniqlandi. glitsin va fenilalanin bundan mustasno). Alanin va fenilalanin tizimlarida DL o'zaro ta'siri N-geksadekanoil AAS tuzining qattiq shaklidagi LL o'zaro ta'siridan kuchliroq degan xulosaga keldi.
Brito va boshqalar. Differensial skanerlash mikrokalorimetriyasi yordamida aminokislotalarga asoslangan uchta yangi sirt faol moddalarning Krafft haroratini aniqladi va trifloroatsetat ionini yodid ioniga o'zgartirish Krafft haroratining (taxminan 6 ° C) 47 ° C dan 53 ° gacha oshishiga olib kelishini aniqladi. C. Cis-juft bog'larning mavjudligi va uzun zanjirli Ser hosilalarida mavjud bo'lgan to'yinmaganlik Krafft haroratining sezilarli darajada pasayishiga olib keldi. n-dodesil glutamat yuqori Krafft haroratiga ega ekanligi xabar qilindi. Biroq, L-lizin asosiy aminokislota bilan neytrallash eritmada 25 ° C da Nyuton suyuqliklari kabi harakat qiladigan mitsellalarning shakllanishiga olib keldi.
6.4 Sirt tarangligi
Sirt faol moddalarning sirt tarangligi hidrofobik qismning zanjir uzunligi bilan bog'liq. Chjan va boshqalar. natriy kokoil glitsinatning sirt tarangligini Vilgelmi plastinka usulida (25±0,2)°C aniqladi va smc da sirt taranglik qiymatini 33 mN-m -1, smc 0,21 mmol-L -1 deb aniqladi. Yoshimura va boshqalar. 2C n Cys asosidagi sirt faol moddalarning 2C n Cys tipidagi aminokislotalar asosidagi sirt tarangligini aniqladi. Aniqlanishicha, smc da sirt tarangligi ortib borayotgan zanjir uzunligi bilan (n = 8 gacha) pasaygan, n = 12 yoki undan uzunroq zanjir uzunligi bo'lgan sirt faol moddalar uchun tendentsiya teskari bo'lgan.
CaC1 2 ning dikarboksillangan aminokislotalar asosidagi sirt faol moddalarning sirt tarangligiga ta'siri ham o'rganilgan. Ushbu tadqiqotlarda CaC1 2 uchta dikarboksillangan aminokislota tipidagi sirt faol moddalarning (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 va C12 GluNa 2) suvli eritmalariga qo'shildi. Cmc dan keyingi plato qiymatlari solishtirildi va juda past CaC1 2 konsentratsiyasida sirt tarangligi pasayganligi aniqlandi. Bu gaz-suv interfeysida sirt faol moddaning joylashishiga kaltsiy ionlarining ta'siri bilan bog'liq. N-dodesilaminonomalonat va N-dodesilaspartat tuzlarining sirt tarangliklari ham 10 mmol-L -1 CaC1 2 konsentratsiyasigacha deyarli doimiy bo'lgan. 10 mmol-L -1 dan yuqori bo'lsa, sirt faol moddaning kaltsiy tuzining cho'kindi hosil bo'lishi tufayli sirt tarangligi keskin ortadi. N-dodesil glutamatning disodiy tuzi uchun CaC1 2 ning o'rtacha qo'shilishi sirt tarangligini sezilarli darajada pasayishiga olib keldi, CaC1 2 kontsentratsiyasining doimiy o'sishi endi sezilarli o'zgarishlarga olib kelmadi.
Gaz-suv interfeysida gemini tipidagi AAS ning adsorbsion kinetikasini aniqlash uchun maksimal qabariq bosimi usuli yordamida dinamik sirt tarangligi aniqlandi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, eng uzoq sinov muddati davomida 2C 12 Cys dinamik sirt tarangligi o'zgarmadi. Dinamik sirt tarangligining pasayishi faqat konsentratsiyaga, hidrofobik dumlarning uzunligiga va hidrofobik dumlar soniga bog'liq. Sirt faol moddalar kontsentratsiyasining oshishi, zanjir uzunligi va zanjirlar sonining qisqarishi tezroq parchalanishga olib keldi. C n Cys ning yuqori konsentratsiyasi (n = 8 dan 12 gacha) uchun olingan natijalar Vilgelmi usuli bilan o'lchangan g cmc ga juda yaqin ekanligi aniqlandi.
Boshqa bir tadqiqotda, natriy dilauril sistin (SDLC) va natriy didekamino sistinning dinamik sirt tarangliklari Vilgelmi plastinka usuli bilan aniqlandi va bundan tashqari, ularning suvli eritmalarining muvozanat sirt tarangliklari tomchi hajmi usuli bilan aniqlandi. Disulfid bog'lanish reaktsiyasi boshqa usullar bilan ham o'rganildi. 0,1 mmol-L -1SDLC eritmasiga merkaptoetanol qo'shilishi sirt tarangligining 34 mN-m -1 dan 53 mN-m -1 gacha tez oshishiga olib keldi. NaClO SDLC ning disulfid bog'larini sulfonik kislota guruhlariga oksidlashi mumkinligi sababli, 0,1 mmol-L -1 SDLC eritmasiga NaClO (5 mmol-L -1) qo'shilganda agregatlar kuzatilmadi. Transmissiya elektron mikroskopi va yorug'likning dinamik tarqalishi natijalari eritmada agregatlar hosil bo'lmaganligini ko'rsatdi. SDLC ning sirt tarangligi 20 minut davomida 34 mN-m -1 dan 60 mN-m -1 gacha oshgani aniqlandi.
6.5 Ikkilik sirtli o'zaro ta'sirlar
Hayotiy fanlarda bir qator guruhlar gaz-suv interfeysida kationik AAS (diatsilgliserol arginin asosidagi sirt faol moddalar) va fosfolipidlar aralashmalarining tebranish xususiyatlarini o'rganib, nihoyat, bu ideal bo'lmagan xususiyat elektrostatik o'zaro ta'sirlarning tarqalishini keltirib chiqaradi degan xulosaga kelishdi.
6.6 Birlashtirish xususiyatlari
Dinamik yorug'lik tarqalishi odatda aminokislotalarga asoslangan monomerlar va gemini sirt faol moddalarning agregatsiya xususiyatlarini smc dan yuqori konsentratsiyalarda aniqlash uchun ishlatiladi, bu esa aniq gidrodinamik diametri DH (= 2R H ) hosil qiladi. C n Cys va 2Cn Cys tomonidan hosil qilingan agregatlar nisbatan katta va boshqa sirt faol moddalarga nisbatan keng miqyosda taqsimlanadi. 2C 12 Cys dan tashqari barcha sirt faol moddalar odatda taxminan 10 nm agregatlarni hosil qiladi. gemini sirt faol moddalarining mitsel o'lchamlari ularning monomerik hamkasblariga qaraganda sezilarli darajada kattaroqdir. Uglevodorod zanjiri uzunligining oshishi ham mitsellar hajmining oshishiga olib keladi. oxta va boshqalar. suvli eritmada N-dodesil-fenil-alanil-fenil-alanin tetrametilamoniyning uch xil stereoizomerlarining agregatsiya xususiyatlarini tasvirlab berdi va diastereoizomerlarning suvli eritmada bir xil kritik agregatsiya konsentratsiyasiga ega ekanligini ko‘rsatdi. Iwahashi va boshqalar. N-dodekanoil-L-glutamik kislota, N-dodekanoil-L-valin va ularning metil efirlarining turli xil erituvchilarda (masalan, tetrahidrofuran, asetonitril, 14, -dioksan va 1,2-dikloroetan) aylanish xususiyatiga ega bo'lgan aylanma dixroizm, NMR va bug 'bosimi osmometriyasi bilan tekshirildi.
6.7 Fazalararo adsorbsiya
Aminokislotalarga asoslangan sirt faol moddalarning fazalararo adsorbsiyasi va uni an'anaviy hamkasbi bilan taqqoslash ham tadqiqot yo'nalishlaridan biridir. Masalan, LET va LEP dan olingan aromatik aminokislotalarning dodesil efirlarining fazalararo adsorbsion xossalari tekshirildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, LET va LEP mos ravishda gaz-suyuqlik interfeysida va suv / geksan interfeysida pastki interfaol maydonlarni namoyish etdi.
Bordes va boshqalar. uchta dikarboksillangan aminokislota sirt faol moddalari, dodesil glutamat, dodesil aspartat va aminomalonatning disodiy tuzlari (ikki karboksil guruhi o'rtasida mos ravishda 3, 2 va 1 uglerod atomlari bilan) ning gaz-suv interfeysida eritma harakati va adsorbsiyasini o'rganib chiqdi. Ushbu hisobotga ko'ra, dikarboksillangan sirt faol moddalarning smc si monokarboksillangan dodesilglisin tuzidan 4-5 baravar yuqori edi. Bu dikarboksillangan sirt faol moddalar va ulardagi amid guruhlari orqali qo'shni molekulalar o'rtasida vodorod aloqalarining shakllanishi bilan bog'liq.
6.8 Fazali xatti-harakatlar
Sirt faol moddalar uchun juda yuqori konsentratsiyalarda izotropik uzluksiz kub fazalar kuzatiladi. Juda katta bosh guruhlari bo'lgan sirt faol moddalar molekulalari kichikroq musbat egrilik agregatlarini hosil qiladi. marques va boshqalar. 12Lys12/12Ser va 8Lys8/16Ser tizimlarining fazaviy harakatlarini o'rgandi (10-rasmga qarang) va natijalar 12Lys12/12Ser tizimida miselyar va vesikulyar eritma hududlari o'rtasida fazalarni ajratish zonasi borligini ko'rsatdi, 8Lys8/16Ser tizimi esa 8Lys8/16Ser tizimi uzluksiz o'tishni ko'rsatadi (kichik miselyar faza mintaqasi va vesikulyar faza mintaqasi o'rtasidagi cho'zilgan miselyar faza hududi). Shuni ta'kidlash kerakki, 12Lys12/12Ser tizimining pufakchalar mintaqasi uchun pufakchalar doimo mitsellalar bilan birga bo'ladi, 8Lys8/16Ser tizimining pufakchalar hududida esa faqat pufakchalar mavjud.
Lizin va serin asosidagi sirt faol moddalarning katanion aralashmalari: simmetrik 12Lys12/12Ser juftligi (chapda) va assimetrik 8Lys8/16Ser juftligi (o'ngda)
6.9 Emulsiyalash qobiliyati
Kouchi va boshqalar. N-[3-dodesil-2-gidroksipropil]-L-arginin, L-glutamat va boshqa AAS ning emulsifikatsiya qilish qobiliyatini, interfaal kuchlanishini, dispersibilitesini va viskozitesini o'rganib chiqdi. Sintetik sirt faol moddalar (ularning an'anaviy noionik va amfoter hamkasblari) bilan taqqoslaganda, natijalar AAS an'anaviy sirt faol moddalarga qaraganda kuchliroq emulsiyalash qobiliyatiga ega ekanligini ko'rsatdi.
Baczko va boshqalar. yangi anion aminokislota sirt faol moddalarini sintez qildi va ularning chiral yo'naltirilgan NMR spektroskopiya erituvchilari sifatida mosligini o'rgandi. Aminokislotalarning o-sulfobenzoy angidrid bilan reaksiyaga kirishishi natijasida turli xil hidrofobik dumli (pentil~tetradesil) sulfonat asosidagi amfifil L-Phe yoki L-Ala hosilalari seriyasi sintez qilindi. Wu va boshqalar. N-yog'li asil AAS ning natriy tuzlari sintezlangan vaUlarning suvdagi neft emulsiyalarida emulsifikatsiya qilish qobiliyatini o'rganib chiqdi va natijalar shuni ko'rsatdiki, bu sirt faol moddalar yog' fazasi sifatida n-geksan bilan solishtirganda etil asetat bilan yaxshiroq ishlaydi.
6.10 Sintez va ishlab chiqarishdagi yutuqlar
Qattiq suvga chidamlilik deganda sirt faol moddalarning qattiq suvda kaltsiy va magniy kabi ionlar mavjudligiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati, ya'ni kaltsiyli sovunlarga cho'kmalarning oldini olish qobiliyati tushunilishi mumkin. Qattiq suvga chidamliligi yuqori bo'lgan sirt faol moddalar detarjan formulalari va shaxsiy parvarish mahsulotlari uchun juda foydali. Qattiq suvga chidamliligini kaltsiy ionlari ishtirokida sirt faol moddaning eruvchanligi va sirt faolligining o'zgarishini hisoblash orqali baholash mumkin.
Qattiq suvga chidamliligini baholashning yana bir usuli - 100 g natriy oleatdan hosil bo'lgan kaltsiy sovunining suvda tarqalishi uchun zarur bo'lgan sirt faol moddasining foizini yoki grammini hisoblash. Qattiq suvi yuqori bo'lgan joylarda kaltsiy va magniy ionlarining yuqori konsentratsiyasi va mineral tarkibi ba'zi amaliy dasturlarni qiyinlashtirishi mumkin. Ko'pincha natriy ioni sintetik anion sirt faol moddasiga qarshi ion sifatida ishlatiladi. Ikki valentli kaltsiy ioni sirt faol moddaning ikkala molekulasi bilan bog'langanligi sababli, bu sirt faol moddasining eritmadan tezroq cho'kishiga olib keladi, bu esa deterjan ehtimolini kamaytiradi.
AAS ning qattiq suvga chidamliligini o'rganish shuni ko'rsatdiki, kislota va qattiq suvga chidamliligiga qo'shimcha karboksil guruhi kuchli ta'sir ko'rsatdi va kislota va qattiq suvga chidamlilik ikki karboksil guruhi o'rtasidagi spacer guruhining uzunligi oshishi bilan yanada oshdi. . Kislota va qattiq suvga chidamlilik tartibi C 12 glisinat < C 12 aspartat < C 12 glutamat edi. Dikarboksillangan amid aloqasi va dikarboksillangan amino sirt faol moddasini mos ravishda solishtirganda, ikkinchisining pH diapazoni kengroq ekanligi va tegishli miqdorda kislota qo'shilishi bilan uning sirt faolligi oshishi aniqlandi. Dikarboksillangan N-alkil aminokislotalar kaltsiy ionlari ishtirokida xelatlovchi ta'sir ko'rsatdi va C 12 aspartat oq jel hosil qildi. c 12 glutamat yuqori Ca 2+ konsentratsiyasida yuqori sirt faolligini ko'rsatdi va dengiz suvini tuzsizlantirishda ishlatilishi kutilmoqda.
6.11 Tarqalish qobiliyati
Tarqalish qobiliyati sirt faol moddaning eritmadagi sirt faol moddasining birlashishi va cho'kishining oldini olish qobiliyatini anglatadi.Dispersibillik sirt faol moddalarning muhim xususiyati bo'lib, ularni yuvish vositalari, kosmetika va farmatsevtikada foydalanishga yaroqli qiladi.Tarqatish vositasi hidrofobik guruh va terminal gidrofilik guruh (yoki to'g'ri zanjirli hidrofobik guruhlar) o'rtasida efir, efir, amid yoki aminokislota aloqasini o'z ichiga olishi kerak.
Odatda, alkanolamido sulfatlar kabi anion sirt faol moddalar va amidosulfobetain kabi amfoter sirt faol moddalar kaltsiy sovunlari uchun tarqatuvchi moddalar sifatida ayniqsa samaralidir.
Ko'pgina tadqiqot harakatlari AAS ning tarqalishini aniqladi, bu erda N-lauroil lizin suv bilan yomon mos kelishi va kosmetik formulalar uchun foydalanish qiyinligi aniqlandi.Ushbu seriyada N-asil o'rnini bosuvchi asosiy aminokislotalar ajoyib dispersiyaga ega va kosmetika sanoatida formulalarni yaxshilash uchun ishlatiladi.
07 Toksiklik
An'anaviy sirt faol moddalar, ayniqsa katyonik sirt faol moddalar, suv organizmlari uchun juda zaharli hisoblanadi. Ularning o'tkir toksikligi hujayra-suv interfeysida sirt faol moddalarning adsorbsion-ion o'zaro ta'siri fenomeni bilan bog'liq. Sirt faol moddalarning smc ning kamayishi odatda sirt faol moddalarning kuchliroq fazalararo adsorbsiyasiga olib keladi, bu odatda ularning o'tkir toksikligini oshiradi. Sirt faol moddalarning hidrofobik zanjiri uzunligining oshishi ham sirt faol moddalarning o'tkir toksikligining oshishiga olib keladi.Aksariyat AAS odamlar va atrof-muhit uchun (ayniqsa, dengiz organizmlari uchun) past yoki toksik emas va oziq-ovqat tarkibiy qismlari, farmatsevtika va kosmetika sifatida foydalanish uchun javob beradi.Ko'pgina tadqiqotchilar aminokislotalarning sirt faol moddalari yumshoq va terini bezovta qilmasligini isbotladilar. Arginin asosidagi sirt faol moddalar an'anaviy hamkasblariga qaraganda kamroq zaharli ekanligi ma'lum.
Brito va boshqalar. aminokislotalar asosidagi amfifillarning fizik-kimyoviy va toksikologik xususiyatlarini va ularning [tirozin (Tir), gidroksiprolin (Hyp), serin (Ser) va lizin (Lys) hosilalari] kation pufakchalarining o'z-o'zidan paydo bo'lishini o'rgandi va ularning o'tkir toksikligi haqida ma'lumot berdi. Daphnia magna (IC 50). Ular dodesiltrimetilamoniy bromid (DTAB)/Lys-lotinlari va/yoki Ser-/Lis-lotinli aralashmalarning kationik pufakchalarini sintez qildilar va ularning ekotoksisitesi va gemolitik potentsialini sinovdan o‘tkazdilar, bu esa barcha AAS va ularning vesikula o‘z ichiga olgan aralashmalarning an’anaviy DTAB surfaktiviga qaraganda kamroq zaharli ekanligini ko‘rsatdi. .
Rosa va boshqalar. DNK ning barqaror aminokislotalar asosidagi katyonik pufakchalar bilan bog'lanishini (assotsiatsiyasini) tekshirdi. Ko'pincha zaharli bo'lib ko'rinadigan an'anaviy katyonik sirt faol moddalardan farqli o'laroq, katyonik aminokislotalar sirt faol moddalarning o'zaro ta'siri toksik bo'lmagan ko'rinadi. Kationik AAS argininga asoslangan bo'lib, u o'z-o'zidan ma'lum anion sirt faol moddalar bilan birgalikda barqaror pufakchalarni hosil qiladi. Aminokislotalarga asoslangan korroziya inhibitörleri ham toksik emasligi xabar qilinadi. Bu sirt faol moddalar yuqori tozaligi (99% gacha), arzonligi, oson biologik parchalanishi va suvli muhitda to'liq eriydigan oson sintezlanadi. Bir qator tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, oltingugurt o'z ichiga olgan aminokislota sirt faol moddalar korroziyaga qarshi kurashda ustundir.
Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotda Perinelli va boshqalar. an'anaviy sirt faol moddalar bilan solishtirganda ramnolipidlarning qoniqarli toksikologik profilini xabar qildi. Ramnolipidlar o'tkazuvchanlikni kuchaytiruvchi vosita sifatida ishlaydi. Ular, shuningdek, ramnolipidlarning makromolekulyar dorilarning epiteliya o'tkazuvchanligiga ta'siri haqida xabar berishdi.
08 Mikroblarga qarshi faollik
Sirt faol moddalarning mikroblarga qarshi faolligi minimal inhibitiv kontsentratsiya bilan baholanishi mumkin. Arginin asosidagi sirt faol moddalarning mikroblarga qarshi faolligi batafsil o'rganilgan. Gram-manfiy bakteriyalar gram-musbat bakteriyalarga qaraganda arginin asosidagi sirt faol moddalarga nisbatan chidamliroq ekanligi aniqlandi. Sirt faol moddalarning mikroblarga qarshi faolligi odatda asil zanjirlari ichida gidroksil, siklopropan yoki to'yinmagan bog'lanishlar mavjudligi bilan ortadi. Castillo va boshqalar. atsil zanjirlarining uzunligi va musbat zaryad molekulaning HLB qiymatini (gidrofil-lipofil muvozanat) aniqlashini ko'rsatdi va bu ularning membranalarni buzish qobiliyatiga ta'sir qiladi. Na-atsilarginin metil esteri keng spektrli mikroblarga qarshi faollikka ega bo'lgan kationik sirt faol moddalarning yana bir muhim sinfidir va u osonlikcha biologik parchalanadi va toksikligi past yoki umuman yo'q. Na-atsilarginin metil efiri asosidagi sirt faol moddalarning 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilxolin va 1,2-ditetradekanoil-sn-propiltrioksil-3-fosforilxolin bilan o'zaro ta'siri, modellar va tirik organ membranalari, tashqi to'siqlarning mavjudligi yoki yo'qligi sirt faol moddalarning bu sinfining yaxshi mikroblarga qarshi ta'sirga ega ekanligini ko'rsatdi. Natijalar sirt faol moddalar yaxshi antibakterial faollikka ega ekanligini ko'rsatdi.
09 Reologik xossalari
Sirt faol moddalarning reologik xossalari ularning turli sohalarda, jumladan, oziq-ovqat, farmatsevtika, neft qazib olish, shaxsiy parvarish va uyda parvarishlash mahsulotlarida qo'llanilishini aniqlash va bashorat qilishda juda muhim rol o'ynaydi. Aminokislota sirt faol moddalarining viskoelastikligi va cmc o'rtasidagi bog'liqlikni muhokama qilish uchun ko'plab tadqiqotlar o'tkazildi.
10 Kosmetika sanoatida qo'llanilishi
AAS ko'plab shaxsiy parvarish mahsulotlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.kaliy N-kokoil glitsinat teriga yumshoq ta'sir ko'rsatadi va loy va bo'yanishlarni olib tashlash uchun yuzni tozalashda ishlatiladi. n-Asil-L-glutamik kislota ikkita karboksil guruhiga ega, bu esa uni suvda ko'proq eriydi. Ushbu AAS orasida C 12 yog 'kislotalariga asoslangan AAS loy va bo'yanishni olib tashlash uchun yuzni tozalashda keng qo'llaniladi. C 18 zanjirli AAS terini parvarish qilish vositalarida emulsifikator sifatida ishlatiladi va N-Lauril alanin tuzlari terini bezovta qilmaydigan kremsi ko'piklarni yaratishi ma'lum va shuning uchun bolalarni parvarish qilish vositalarini shakllantirishda foydalanish mumkin. Tish pastasida ishlatiladigan N-Lauril asosidagi AAS sovunga o'xshash yaxshi yuvish va kuchli fermentni inhibe qiluvchi ta'sirga ega.
So'nggi bir necha o'n yilliklarda kosmetika, shaxsiy parvarish mahsulotlari va farmatsevtika uchun sirt faol moddalarni tanlash past toksiklik, yumshoqlik, teginish uchun yumshoqlik va xavfsizlikka qaratilgan. Ushbu mahsulotlarning iste'molchilari potentsial tirnash xususiyati, toksiklik va atrof-muhit omillarini yaxshi bilishadi.
Bugungi kunda AAS ko'plab shampunlar, soch bo'yoqlari va hammom sovunlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, chunki ularning an'anaviy hamkasblariga nisbatan ko'plab afzalliklari kosmetika va shaxsiy parvarish mahsulotlari.Proteinga asoslangan sirt faol moddalar shaxsiy parvarish mahsulotlari uchun zarur bo'lgan kerakli xususiyatlarga ega. Ba'zi AASlar plyonka hosil qilish qobiliyatiga ega, boshqalari esa yaxshi ko'piklanish qobiliyatiga ega.
Aminokislotalar shox pardaning muhim tabiiy namlovchi omillari hisoblanadi. Epidermis hujayralari nobud bo'lganda, ular shox pardaning bir qismiga aylanadi va hujayra ichidagi oqsillar asta-sekin aminokislotalarga parchalanadi. Keyinchalik bu aminokislotalar shox pardaga ko'chiriladi, ular yog' yoki yog'ga o'xshash moddalarni epidermis shox pardaga singdiradi va shu bilan teri yuzasining elastikligini yaxshilaydi. Teridagi tabiiy nemlendirici omilning taxminan 50% aminokislotalar va pirolidondan iborat.
Ko'p tarqalgan kosmetik tarkibiy qism bo'lgan kollagen, shuningdek, terining yumshoqligini saqlaydigan aminokislotalarni ham o'z ichiga oladi.Dag'allik va xiralik kabi teri muammolari ko'p jihatdan aminokislotalarning etishmasligi bilan bog'liq. Bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, aminokislotalarni malham bilan aralashtirish terining kuyishini engillashtirdi va zararlangan joylar keloid chandiqlari bo'lmasdan normal holatga qaytdi.
Aminokislotalar shikastlangan kesikulalarni parvarish qilishda ham juda foydali ekanligi aniqlangan.Quruq, shaklsiz sochlar qattiq shikastlangan stratum corneumda aminokislotalar kontsentratsiyasining pasayishini ko'rsatishi mumkin. Aminokislotalar kesikulaga soch miliga kirib, teridan namlikni yutish qobiliyatiga ega.Aminokislotalarga asoslangan sirt faol moddalarning bu qobiliyati ularni shampunlar, soch bo'yoqlari, sochlarni yumshatuvchi vositalar, sochlar uchun konditsionerlar uchun juda foydali qiladi va aminokislotalarning mavjudligi sochni mustahkam qiladi.
11 Kundalik kosmetikada qo'llanilishi
Hozirgi vaqtda butun dunyo bo'ylab aminokislotalar asosidagi yuvish vositalariga talab ortib bormoqda.AAS yaxshi tozalash qobiliyatiga, ko'piklanish qobiliyatiga va mato yumshatuvchi xususiyatlarga ega ekanligi ma'lum, bu ularni uy yuvish vositalari, shampunlar, tana yuvish vositalari va boshqa ilovalar uchun mos qiladi.Aspartik kislotadan olingan amfoter AAS xelatlovchi xususiyatlarga ega yuqori samarali yuvish vositasi ekanligi xabar qilingan. N-alkil-b-aminoetoksi kislotalardan tashkil topgan detarjen tarkibiy qismlaridan foydalanish terining tirnash xususiyati kamaytirishi aniqlandi. N-kokoil-b-aminopropionatdan tashkil topgan suyuq detarjen formulasi metall yuzalardagi yog'li dog'lar uchun samarali yuvish vositasi ekanligi xabar qilingan. Aminokarboksilik kislota sirt faol moddasi, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa ham yaxshi yuvish xususiyatiga ega va to'qimachilik, gilam, soch, shisha va boshqalarni tozalash uchun ishlatiladi. 2-gidroksi-3-aminopropion kislotasi-N,N- asetoasetik kislota hosilasi yaxshi kompleks hosil qilish qobiliyatiga ega ekanligi ma'lum va shuning uchun oqartiruvchi moddalarga barqarorlik beradi.
N-(N'-uzun zanjirli asil-b-alanil)-b-alanin asosidagi detarjen formulalarini tayyorlash Keigo va Tatsuya o'zlarining patentlarida yaxshi yuvish qobiliyati va barqarorligi, ko'pikni oson sindirish va matoni yaxshi yumshatish uchun bildirilgan. . Kao N-Acyl-1 -N-gidroksi-b-alanin asosida detarjen formulasini ishlab chiqdi va terining past tirnash xususiyati, yuqori suvga chidamliligi va yuqori dog'larni olib tashlash qobiliyatini xabar qildi.
Yaponiyaning Ajinomoto kompaniyasi shampunlar, yuvish vositalari va kosmetika vositalarining asosiy tarkibiy qismlari sifatida L-glutamik kislota, L-arginin va L-lizin asosidagi kam zaharli va oson parchalanadigan AAS dan foydalanadi (13-rasm). Detarjan formulalaridagi ferment qo'shimchalarining oqsil ifloslanishini olib tashlash qobiliyati ham xabar qilingan. Glutamik kislota, alanin, metilglisin, serin va aspartik kislotadan olingan N-asil AAS suvli eritmalarda mukammal suyuq yuvish vositalari sifatida ishlatilishi haqida xabar berilgan. Bu sirt faol moddalar juda past haroratlarda ham yopishqoqlikni umuman oshirmaydi va bir hil ko'piklarni olish uchun ko'pikli qurilmaning saqlash idishidan osongina o'tkazilishi mumkin.
Xabar vaqti: 2022 yil 09-iyun