Chất hoạt động bề mặt axit amin

Yoshimura và cộng sự đã nghiên cứu cmc của các chất hoạt động bề mặt sinh đôi dựa trên axit amin có nguồn gốc từ cysteine và thấy rằng cmc giảm khi chiều dài chuỗi carbon trong chuỗi kỵ nước tăng từ 10 đến 12。 Tiếp tục tăng chiều dài chuỗi carbon lên 14 dẫn đến sự gia tăng cmc, điều này khẳng định xu hướng tích tụ thấp của các chất hoạt động bề mặt song sinh chuỗi dài。

Faustino et al。 đã báo cáo sự hình thành mixen trong dung dịch nước của các chất hoạt động bề mặt anion song sinh dựa trên cystine。 Chất hoạt động bề mặt Gemini được so sánh với chất hoạt động bề mặt monomer thông thường tương ứng (C8Cys)。 Giá trị cmc của hỗn hợp lipid-surfactant được báo cáo là thấp hơn so với cmc của surfactant tinh khiết。 Gemini surfactant và 1,2-diheptyl-sn-glycerol-3-phosphocholine, một phospholipid hòa tan trong nước, hình thành micellar, có hàm lượng mmol cmc。

Shrestha và Aramaki đã nghiên cứu sự hình thành các micelles giống giun có tính đàn hồi cao trong dung dịch nước trộn các chất hoạt động bề mặt anion-nonion dựa trên axit amin mà không có muối trộn。 Trong nghiên cứu này, N-dodecyl glutamate được tìm thấy có nhiệt độ Krafft cao hơn; Tuy nhiên, khi trung hòa với axit amin cơ bản L-lysine, nó tạo ra micellar và dung dịch bắt đầu hoạt động như chất lỏng Newton ở 25 ° C。

6。2 Độ hòa tan trong nước tốt

Độ hòa tan trong nước tốt của AAS là do sự hiện diện của các liên kết CO-NH bổ sung。 Điều này làm cho AAS phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường hơn các chất hoạt động bề mặt thông thường tương ứng。 Độ hòa tan trong nước của N-acyl-L-glutamate tốt hơn do 2 nhóm carboxyl của nó。 Độ hòa tan trong nước của Cn(CA)2 cũng rất tốt vì có 2 nhóm arginine ion trong 1 phân tử, dẫn đến sự hấp phụ và khuếch tán hiệu quả hơn trên giao diện tế bào và ức chế vi khuẩn hiệu quả ngay cả ở nồng độ thấp hơn。

6。3 Nhiệt độ Kraft và các tính năng Kraft

Nhiệt độ Craft có thể được hiểu là hành vi hòa tan cụ thể của một chất hoạt động bề mặt có độ hòa tan tăng mạnh trên một nhiệt độ cụ thể。 Các chất hoạt động bề mặt ion có xu hướng tạo ra các hydrat rắn có thể được kết tủa từ nước。 Ở nhiệt độ cụ thể (được gọi là nhiệt độ Krafft), sự gia tăng mạnh mẽ và không liên tục về độ hòa tan của các chất hoạt động bề mặt thường được quan sát thấy。 Đặc điểm Kraft của chất hoạt động bề mặt ion là nhiệt độ Kraft của nó ở cmc。

Đặc tính hòa tan này, thường được tìm thấy trong các chất hoạt động bề mặt ion, có thể được giải thích như sau: Độ hòa tan của monome không chứa chất hoạt động bề mặt được giới hạn dưới nhiệt độ Kraft cho đến khi đạt được đặc điểm Kraft, dần dần tăng độ hòa tan do sự hình thành micellar。 Để đảm bảo hòa tan hoàn toàn, cần chuẩn bị công thức cho các chất hoạt động bề mặt ở nhiệt độ cao hơn đặc điểm của kraft。

Shrestha và Aramaki đã nghiên cứu nhiệt độ Krafft của phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên arginine và phát hiện ra rằng nồng độ micellar tới hạn ở dạng micellar trước đây trên 2-5 × 10-6 mol-L-1 thể hiện hành vi kết hợp, tiếp theo là sự hình thành micellar bình thường。 (Ohta et al。 đã tổng hợp sáu loại N-cetyl AAS khác nhau và thảo luận về mối quan hệ giữa nhiệt độ Krafft của chúng và dư lượng axit amin。)

Trong các thí nghiệm, nhiệt độ Krafft của phổ hấp thụ nguyên tử N-cetyl được tìm thấy tăng khi kích thước dư lượng axit amin giảm (phenylalanine là một ngoại lệ), trong khi nhiệt hòa tan (hấp thụ nhiệt) tăng khi số dư lượng axit amin giảm (ngoại trừ glycine và phenylalanine)。 Kết quả cho thấy trong các hệ thống alanine và phenylalanine, tương tác D-L mạnh hơn tương tác L-L ở dạng rắn của muối N-cetyl AAS。

Brito et al。 đã xác định nhiệt độ Krafft cho ba dòng chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin mới bằng phương pháp quét vi sai và thấy rằng việc thay đổi ion trifluoroacetate thành ion iodide dẫn đến sự gia tăng đáng kể nhiệt độ Krafft (khoảng 6 ° C), từ 47 ° C đến 53 ° C。 Sự hiện diện của liên kết đôi cis và sự không bão hòa trong các dẫn xuất Ser chuỗi dài dẫn đến giảm đáng kể nhiệt độ Krafft。 N-dodecyl glutamate được báo cáo là có nhiệt độ Krafft cao hơn。 Tuy nhiên, trung hòa với axit amin cơ bản L-lysine dẫn đến sự hình thành micellar trong dung dịch, biểu hiện dưới dạng chất lỏng Newton ở 25 ° C。

6。4 Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt của chất hoạt động bề mặt có liên quan đến chiều dài chuỗi của phần kỵ nước。 Zhang et al đã xác định sức căng bề mặt (25 ± 0,2) ° C của natri glycine trong dầu dừa bằng phương pháp tấm Wilhelmy và xác định giá trị sức căng bề mặt là 33 mN-m-1 ở cmc và 0,21 mmol-L-1 trong cmc。 Yoshimura et al。 đã xác định sức căng bề mặt của các axit amin dựa trên loại 2C-n-Cys cho các chất hoạt động bề mặt dựa trên 2Cn-Cys。 Nghiên cứu cho thấy sức căng bề mặt ở cmc giảm khi chiều dài chuỗi tăng (cho đến n=8), trong khi xu hướng này ngược lại đối với các chất hoạt động bề mặt có chiều dài chuỗi n=12 hoặc dài hơn。

Tác dụng của CaCl2 đối với sức căng bề mặt của các chất hoạt động bề mặt axit dicarboxylic cũng đã được nghiên cứu。 Trong các nghiên cứu này, CaC12 đã được thêm vào dung dịch nước của ba chất hoạt động bề mặt axit amin dicarboxyl (C12-MalNa2, C12-AspNa2 và C12-GluNa2)。 Giá trị nền tảng sau cmc được so sánh và thấy rằng sức căng bề mặt giảm ở nồng độ CaCl2 rất thấp。 Điều này là do ảnh hưởng của các ion canxi đối với sự sắp xếp của các chất hoạt động bề mặt tại giao diện khí-nước。 Mặt khác, sức căng bề mặt của N-dodecyl aminopractinate và N-dodecyl aspartate cũng gần như không đổi ở nồng độ 10 mmol-L-1 CaCl2。 Trên 10 mmol/L-1, sức căng bề mặt tăng lên đáng kể do sự hình thành kết tủa muối canxi của các chất hoạt động bề mặt。 Đối với muối disodium N-dodecyl glutamate, việc bổ sung CaCl2 vừa phải dẫn đến giảm đáng kể sức căng bề mặt, trong khi sự gia tăng liên tục nồng độ CaCl2 không còn gây ra những thay đổi đáng kể。

Để xác định động lực hấp phụ của phổ hấp thụ nguyên tử loại Twin tại giao diện khí-nước, áp suất bề mặt động được xác định bằng phương pháp áp suất bong bóng tối đa。 Kết quả cho thấy sức căng bề mặt động của 2C-12Cys không thay đổi trong thời gian thử nghiệm dài nhất。 Việc giảm sức căng bề mặt động chỉ phụ thuộc vào nồng độ, chiều dài và số lượng đuôi kỵ nước。 Sự gia tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt, giảm chiều dài chuỗi và giảm số lượng chuỗi dẫn đến phân rã nhanh hơn。 Kết quả thu được ở nồng độ Cn-Cys cao hơn (n=8-12) rất gần với gamma cmc được đo bằng phương pháp Wilhelmy。

Trong một nghiên cứu khác, sức căng bề mặt động của muối natri DiLaurylcysteine (SDLC) và muối natri Didecanocysteine đã được xác định bằng phương pháp Wilhelm Plate và sức căng bề mặt cân bằng của dung dịch nước của chúng được xác định bằng phương pháp thể tích giọt。 Phản ứng của liên kết disulfide cũng đã được nghiên cứu thêm bằng các phương pháp khác。 Việc bổ sung mercaproethanol vào dung dịch 0,1 mmol-L-1SDLC dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng sức căng bề mặt từ 34 mN-m-1 lên 53 mN-m-1。 Vì NaClO có thể oxy hóa các liên kết disulfide của SDLC thành các nhóm axit sulĐối tácnic, không có tập hợp nào được quan sát thấy khi NaClO (5 mmol-L-1) được thêm vào dung dịch SDLC 0,1 mmol-L-1。 Kính hiển vi điện tử truyền qua và kết quả tán xạ ánh sáng động cho thấy không có tập hợp nào được hình thành trong dung dịch。 Sức căng bề mặt của SDLC tăng từ 34mN-m-1 lên 60mN-m-1 trong 20 phút。

6。5 Tương tác bề mặt nhị phân

Trong khoa học đời sống, nhiều nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các đặc tính rung của cation AAS (chất hoạt động bề mặt dựa trên diacylglycerin arginine) và hỗn hợp phospholipid ở giao diện khí-nước, cuối cùng kết luận rằng tính chất không mong muốn này đã dẫn đến sự phổ biến của tương tác tĩnh điện。

6。6 Thuộc tính tổng hợp

Tán xạ ánh sáng động thường được sử dụng để xác định tính chất kết tụ của các chất hoạt động bề mặt monomer và sinh đôi dựa trên axit amin ở nồng độ cao hơn cmc, tạo ra đường kính động lực học chất lỏng biểu sinh D H (=2R H)。 So với các chất hoạt động bề mặt khác, các tập hợp được hình thành bởi Cn-Cys và 2Cn-Cys tương đối lớn và có quy mô phân bố rộng hơn。 Tất cả các chất hoạt động bề mặt ngoại trừ 2C-12Cys thường tạo thành một tập hợp khoảng 10nm。 Kích thước micellar của các chất hoạt động bề mặt sinh đôi lớn hơn đáng kể so với các đối tác monomer của chúng。 Chiều dài chuỗi hydrocarbon tăng cũng dẫn đến sự gia tăng kích thước micellar。 Ohta et al。 mô tả tính chất kết tụ của N-dodecyl-phenyl-alanine-phenyl-phenyl-alanine-tetramethylammonium trong dung dịch nước của ba đồng phân lập thể khác nhau và chỉ ra rằng các chất không enantiomers có cùng nồng độ kết tụ quan trọng trong dung dịch nước。 Iwabashi et al。 đã nghiên cứu sự hình thành các tập hợp chiral của N-dodecyl-L-glutamate, N-dodecyl-L-valine và các este methyl của chúng trong các dung môi khác nhau như tetrahydrofuran, acetonitrile, 1,4-dioxane và 1,2-dichloroethane thông qua nhị sắc ký tròn, cộng hưởng từ hạt nhân và áp suất thẩm thấu áp suất hơi, NMR và phương pháp thẩm thấu áp suất hơi。

6。7 Giao diện hấp phụ

Hấp phụ giao diện của các chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin và so sánh chúng với các chất hoạt động bề mặt truyền thống cũng là một trong những hướng nghiên cứu。 Ví dụ, tính chất hấp phụ giao diện của dodecyl ester axit amin thơm được chuẩn bị bởi LET và LEP đã được nghiên cứu。 Kết quả cho thấy LET và LEP thể hiện diện tích giao diện thấp hơn ở giao diện khí lỏng và giao diện nước/hexan tương ứng。

Bordes et al。 đã nghiên cứu hành vi của dung dịch và sự hấp phụ của ba chất hoạt động bề mặt axit amin dicarboxylic, muối disodium dodecyl aspartate, và muối disodium aminoglobic (3, 2 và 1 nguyên tử carbon tương ứng giữa hai nhóm carboxylic)。 Theo báo cáo, cmc của chất hoạt động bề mặt axit dicarboxylic cao hơn 4-5 lần so với monocarboxylate dodecylglycinate。 Điều này là do sự hình thành liên kết hydro giữa các chất hoạt động bề mặt axit dicarboxylic và các phân tử lân cận thông qua các nhóm amide bên trong chúng。

6。8 Tính năng pha

Các pha lập phương không liên tục đẳng hướng của các tác nhân hoạt động bề mặt được quan sát thấy ở nồng độ rất cao。 Các phân tử surfactant có nhóm đầu rất lớn có xu hướng hình thành các tập hợp với độ cong dương nhỏ hơn。 Hành vi pha của các hệ thống 12Lys12/1Ser và 8Lys8/16Ser đã được nghiên cứu bởi Marques và cộng sự (xem Hình 10) và kết quả cho thấy hệ thống 12Lys12/2Ser có vùng tách pha giữa các vùng dung dịch micellar và nang, Hệ thống 8Lys8/16Ser Hệ thống 8Lys8/16Ser cho thấy sự thay đổi liên tục (vùng pha micellar mỏng giữa vùng pha micellar nhỏ và vùng pha nang)。 Điều quan trọng cần lưu ý là đối với vùng nang của hệ thống 12Lys12/12Ser, các nang luôn cùng tồn tại với micellar, trong khi vùng nang của hệ thống 8Lys8/16Ser chỉ có các nang。