Taula de continguts per a aquest article:
1. Desenvolupament d'aminoàcids
2. Propietats estructurals
3. Composició química
4.Classificació
5. Síntesi
6. Propietats fisicoquímiques
7. Toxicitat
8. Activitat antimicrobiana
9. Propietats reològiques
10. Aplicacions a la indústria cosmètica
11. Aplicacions en cosmètica diària
Tensioactius d'aminoàcids (AAS)són una classe de tensioactius formats per la combinació de grups hidròfobs amb un o més aminoàcids. En aquest cas, els aminoàcids poden ser sintètics o derivats d'hidrolitzats de proteïnes o fonts renovables similars. Aquest document cobreix els detalls de la majoria de les vies sintètiques disponibles per a l'AAS i l'efecte de les diferents rutes sobre les propietats fisicoquímiques dels productes finals, incloent la solubilitat, l'estabilitat de la dispersió, la toxicitat i la biodegradabilitat. Com a classe de tensioactius amb una demanda creixent, la versatilitat de l'AAS a causa de la seva estructura variable ofereix un gran nombre d'oportunitats comercials.
Atès que els tensioactius s'utilitzen àmpliament en detergents, emulsionants, inhibidors de corrosió, recuperació d'oli terciari i productes farmacèutics, els investigadors no han deixat mai de prestar atenció als tensioactius.
Els tensioactius són els productes químics més representatius que es consumeixen en grans quantitats diàriament arreu del món i que han tingut un impacte negatiu en el medi aquàtic.Els estudis han demostrat que l'ús generalitzat de tensioactius tradicionals pot tenir un impacte negatiu en el medi ambient.
Avui dia, la no toxicitat, la biodegradabilitat i la biocompatibilitat són gairebé tan importants per als consumidors com la utilitat i el rendiment dels tensioactius.
Els biosurfactants són tensioactius sostenibles respectuosos amb el medi ambient que són sintetitzats de manera natural per microorganismes com ara bacteris, fongs i llevats, o secretats extracel·lularment.Per tant, els biosurfactants també es poden preparar mitjançant un disseny molecular per imitar estructures amfifíliques naturals, com ara fosfolípids, alquil glicòsids i acil aminoàcids.
Tensioactius d'aminoàcids (AAS)són un dels tensioactius típics, normalment produïts a partir de matèries primeres d'origen animal o agrícola. Durant les dues últimes dècades, els AAS han atret un gran interès per part dels científics com a nous tensioactius, no només perquè es poden sintetitzar a partir de recursos renovables, sinó també perquè els AAS són fàcilment degradables i tenen subproductes inofensius, cosa que els fa més segurs per a les persones. medi ambient.
L'AAS es pot definir com una classe de tensioactius formada per aminoàcids que contenen grups d'aminoàcids (HO 2 C-CHR-NH 2) o residus d'aminoàcids (HO 2 C-CHR-NH-). Les 2 regions funcionals dels aminoàcids permeten la derivació d'una gran varietat de tensioactius. Se sap que existeixen un total de 20 aminoàcids proteinogènics estàndard a la natura i són responsables de totes les reaccions fisiològiques en el creixement i les activitats vitals. Es diferencien entre si només segons el residu R (figura 1, pk a és el logaritme negatiu de la constant de dissociació àcida de la solució). Alguns són no polars i hidròfobs, altres polars i hidròfils, alguns bàsics i altres àcids.
Com que els aminoàcids són compostos renovables, els tensioactius sintetitzats a partir d'aminoàcids també tenen un alt potencial per esdevenir sostenibles i respectuosos amb el medi ambient. L'estructura senzilla i natural, la baixa toxicitat i la ràpida biodegradabilitat sovint els fan superiors als tensioactius convencionals. Utilitzant matèries primeres renovables (per exemple, aminoàcids i olis vegetals), l'AAS es pot produir per diferents vies biotecnològiques i químiques.
A principis del segle XX, es va descobrir que els aminoàcids s'utilitzaven com a substrats per a la síntesi de tensioactius.Els AAS es van utilitzar principalment com a conservants en formulacions farmacèutiques i cosmètiques.A més, es va trobar que l'AAS era biològicament actiu contra una varietat de bacteris, tumors i virus que causen malalties. El 1988, la disponibilitat d'AAS de baix cost va generar interès en la recerca en l'activitat superficial. Avui dia, amb el desenvolupament de la biotecnologia, alguns aminoàcids també es poden sintetitzar comercialment a gran escala pel llevat, la qual cosa demostra indirectament que la producció d'AAS és més respectuosa amb el medi ambient.
01 Desenvolupament d'aminoàcids
Ja a principis del segle XIX, quan es van descobrir per primera vegada els aminoàcids naturals, es va predir que les seves estructures eren extremadament valuoses, utilitzables com a matèries primeres per a la preparació d'amfífils. El primer estudi sobre la síntesi d'AAS va ser informat per Bondi el 1909.
En aquest estudi, es van introduir N-acilglicina i N-acilalanina com a grups hidròfils per a tensioactius. Els treballs posteriors van implicar la síntesi de lipoAminoàcids (AAS) mitjançant glicina i alanina, i Hentrich et al. va publicar una sèrie de troballes,inclosa la primera sol·licitud de patent, sobre l'ús de sals d'acil sarcosinat i d'acil aspartat com a tensioactius en productes de neteja de la llar (per exemple, xampús, detergents i pastes de dents).Posteriorment, molts investigadors van investigar la síntesi i les propietats fisicoquímiques dels acil aminoàcids. Fins ara, s'ha publicat una gran quantitat de literatura sobre la síntesi, propietats, aplicacions industrials i biodegradabilitat de l'AAS.
02 Propietats estructurals
Les cadenes d'àcids grassos hidrofòbics no polars de l'AAS poden variar en estructura, longitud i nombre de cadena.La diversitat estructural i l'alta activitat superficial de l'AAS expliquen la seva àmplia diversitat compositiva i propietats fisicoquímiques i biològiques. Els grups principals de l'AAS estan formats per aminoàcids o pèptids. Les diferències en els grups principals determinen l'adsorció, l'agregació i l'activitat biològica d'aquests tensioactius. Aleshores, els grups funcionals del grup principal determinen el tipus d'AAS, inclosos els catiònics, aniònics, no iònics i anfòters. La combinació d'aminoàcids hidròfils i porcions hidrofòbiques de cadena llarga formen una estructura amfifílica que fa que la molècula sigui altament activa en superfície. A més, la presència d'àtoms de carboni asimètrics a la molècula ajuda a formar molècules quirals.
03 Composició química
Tots els pèptids i polipèptids són els productes de polimerització d'aquests gairebé 20 α-aminoàcids α-proteinogènics. Tots els 20 α-aminoàcids contenen un grup funcional àcid carboxílic (-COOH) i un grup funcional amino (-NH 2), tots dos units al mateix àtom de carboni α tetraèdric. Els aminoàcids es diferencien entre si pels diferents grups R units al carboni α (excepte la licina, on el grup R és hidrogen). Els grups R poden diferir en estructura, mida i càrrega (acidesa, alcalinitat). Aquestes diferències també determinen la solubilitat dels aminoàcids en aigua.
Els aminoàcids són quirals (excepte la glicina) i són òpticament actius per naturalesa perquè tenen quatre substituents diferents vinculats al carboni alfa. Els aminoàcids tenen dues possibles conformacions; són imatges mirall que no se superposen entre si, malgrat que el nombre d'estereoisòmers L és significativament més gran. El grup R present en alguns aminoàcids (fenilalanina, tirosina i triptòfan) és l'aril, la qual cosa condueix a una màxima absorció UV a 280 nm. L'α-COOH àcid i l'α-NH 2 bàsic en els aminoàcids són capaços d'ionitzar-se, i ambdós estereoisòmers, siguin quins siguin, construeixen l'equilibri d'ionització que es mostra a continuació.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Com es mostra a l'equilibri d'ionització anterior, els aminoàcids contenen almenys dos grups dèbilment àcids; tanmateix, el grup carboxil és molt més àcid en comparació amb el grup amino protonat. pH 7,4, el grup carboxil es desprotona mentre que el grup amino es protona. Els aminoàcids amb grups R no ionitzables són elèctricament neutres a aquest pH i formen zwitterion.
04 Classificació
L'AAS es pot classificar segons quatre criteris, que es descriuen a continuació.
4.1 Segons l'origen
| Segons l'origen, l'AAS es pot dividir en 2 categories de la següent manera. ① Categoria Natural Alguns compostos naturals que contenen aminoàcids també tenen la capacitat de reduir la tensió superficial/interfacial, i alguns fins i tot superen l'eficàcia dels glicolípids. Aquests AAS també es coneixen com lipopèptids. Els lipopèptids són compostos de baix pes molecular, generalment produïts per espècies de Bacillus.
Aquests AAS es divideixen a més en 3 subclasses:surfactina, iturina i fengicina.
|
| La família de pèptids tensioactius inclou variants heptapeptídiques d'una varietat de substàncies,tal com es mostra a la figura 2a, en què una cadena d'àcids grassos β-hidroxi insaturats C12-C16 està lligada al pèptid. El pèptid tensioactiu és una lactona macrocíclica en la qual l'anell es tanca per catàlisi entre l'extrem C-terminal de l'àcid gras β-hidroxi i el pèptid. A la subclasse de la iturina, hi ha sis variants principals, a saber, la iturina A i C, la micosubtilina i la bacil·lomicina D, F i L.En tots els casos, els heptapèptids estan units a les cadenes C14-C17 dels àcids grassos β-amino (les cadenes poden ser diverses). En el cas de les ekurimicines, el grup amino a la posició β pot formar un enllaç amida amb l'extrem C-terminal formant així una estructura de lactama macrocíclica.
La subclasse fengicina conté fengicina A i B, que també s'anomenen plipastatina quan Tyr9 està configurat en D.El decapèptid està lligat a una cadena d'àcids grassos β-hidroxi saturats o insaturats C14-C18. Estructuralment, la plipastatina també és una lactona macrocíclica, que conté una cadena lateral Tyr a la posició 3 de la seqüència peptídica i forma un enllaç èster amb el residu C-terminal, formant així una estructura d'anell intern (com és el cas de molts lipopèptids de Pseudomonas).
② Categoria sintètica L'AAS també es pot sintetitzar utilitzant qualsevol dels aminoàcids àcids, bàsics i neutres. Els aminoàcids comuns utilitzats per a la síntesi de l'AAS són l'àcid glutàmic, la serina, la prolina, l'àcid aspártic, la glicina, l'arginina, l'alanina, la leucina i els hidrolitzats de proteïnes. Aquesta subclasse de tensioactius es pot preparar mitjançant mètodes químics, enzimàtics i quimioenzimàtics; tanmateix, per a la producció d'AAS, la síntesi química és més viable econòmicament. Els exemples habituals inclouen l'àcid N-lauroil-L-glutàmic i l'àcid N-palmitoil-L-glutàmic.
|
4.2 Basat en substituents de cadena alifàtica
A partir dels substituents de la cadena alifàtica, els tensioactius basats en aminoàcids es poden dividir en 2 tipus.
Segons la posició del substituent
| ①AAS N-substituït En els compostos N-substituïts, un grup amino es substitueix per un grup lipòfil o un grup carboxil, donant lloc a una pèrdua de basicitat. l'exemple més senzill d'AAS N-substituït són els N-acil aminoàcids, que són essencialment tensioactius aniònics. Els AAS n-substituïts tenen un enllaç amida unit entre les porcions hidròfobes i hidròfiles. L'enllaç amida té la capacitat de formar un pont d'hidrogen, la qual cosa facilita la degradació d'aquest tensioactiu en un ambient àcid, fent-lo biodegradable.
②AAS substituït per C En els compostos substituïts amb C, la substitució es produeix al grup carboxil (mitjançant un enllaç amida o èster). Els compostos C-substituïts típics (per exemple, èsters o amides) són essencialment tensioactius catiònics.
③AAS substituïts per N i C En aquest tipus de tensioactius, tant els grups amino com el carboxil són la part hidròfila. Aquest tipus és essencialment un tensioactiu amfòter. |
4.3 Segons el nombre de cues hidrofòbiques
Segons el nombre de grups de caps i cues hidrofòbiques, l'AAS es pot dividir en quatre grups. AAS de cadena recta, AAS tipus Gemini (dímer), AAS tipus glicerolípid i AAS tipus amfifílic bicefàlic (Bola). Els tensioactius de cadena recta són tensioactius formats per aminoàcids amb només una cua hidrofòbica (figura 3). Els AAS tipus Gemini tenen dos grups de cap polar d'aminoàcids i dues cues hidrofòbiques per molècula (figura 4). En aquest tipus d'estructura, els dos AAS de cadena recta estan units per un separador i, per tant, també s'anomenen dímers. En l'AAS tipus glicerolípid, en canvi, les dues cues hidrofòbiques estan unides al mateix grup de cap d'aminoàcids. Aquests tensioactius es poden considerar anàlegs de monoglicèrids, diglicèrids i fosfolípids, mentre que a l'AAS tipus Bola, dos grups de cap d'aminoàcids estan units per una cua hidrofòbica.
4.4 Segons el tipus de grup de cap
①AAS catiònic
El grup principal d'aquest tipus de tensioactiu té una càrrega positiva. El primer AAS catiònic és l'etil cocoil arginat, que és un carboxilat de pirrolidona. Les propietats úniques i diverses d'aquest tensioactiu el fan útil en desinfectants, agents antimicrobians, agents antiestàtics, condicionadors del cabell, a més de ser suau amb els ulls i la pell i fàcilment biodegradable. Singare i Mhatre van sintetitzar AAS catiònics basats en arginina i van avaluar les seves propietats fisicoquímiques. En aquest estudi, van afirmar uns alts rendiments dels productes obtinguts mitjançant les condicions de reacció de Schotten-Baumann. Amb l'augment de la longitud de la cadena alquil i la hidrofobicitat, es va trobar que l'activitat superficial del tensioactiu augmentava i la concentració crítica de micel·les (cmc) disminuïa. Un altre és la proteïna acil quaternària, que s'utilitza habitualment com a condicionador en productes per a la cura del cabell.
②SAA aniònic
En els tensioactius aniònics, el grup del cap polar del tensioactiu té una càrrega negativa. La sarcosina (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglicina), un aminoàcid que es troba habitualment en els eriçons de mar i les estrelles de mar, està relacionada químicament amb la glicina (NH 2 -CH 2 -COOH), un aminoàcid bàsic que es troba en cèl·lules de mamífers. -COOH,) està relacionat químicament amb la glicina, que és un aminoàcid bàsic que es troba a les cèl·lules dels mamífers. L'àcid làuric, l'àcid tetradecanoic, l'àcid oleic i els seus halogenurs i èsters s'utilitzen habitualment per sintetitzar tensioactius de sarcosinat. Els sarcosinats són inherentment suaus i, per tant, s'utilitzen habitualment en col·lutoris, xampús, espumas d'afaitar, filtres solars, netejadors de la pell i altres productes cosmètics.
Altres AAS aniònics disponibles comercialment inclouen Amisoft CS-22 i AmiliteGCK-12, que són noms comercials de N-cocoil-L-glutamat de sodi i N-cocoil glicinat de potassi, respectivament. Amilite s'utilitza habitualment com a agent d'escuma, detergent, solubilitzant, emulsionant i dispersant, i té moltes aplicacions en cosmètics, com ara xampús, sabons de bany, rentadors corporals, pastes de dents, netejadors facials, sabons netejadors, netejadors de lents de contacte i tensioactius domèstics. Amisoft s'utilitza com a netejador suau de pell i cabell, principalment en netejadors facials i corporals, detergents sintètics de bloqueig, productes per a la cura del cos, xampús i altres productes per a la cura de la pell.
③AAS zwitteriònic o amfòter
Els tensioactius anfòters contenen llocs tant àcids com bàsics i, per tant, poden canviar la seva càrrega canviant el valor del pH. En medis alcalins es comporten com tensioactius aniònics, mentre que en ambients àcids es comporten com tensioactius catiònics i en medis neutres com tensioactius anfòters. La lauril lisina (LL) i l'alcoxi (2-hidroxipropil) arginina són els únics tensioactius amfòters coneguts basats en aminoàcids. LL és un producte de condensació de la lisina i l'àcid làuric. A causa de la seva estructura amfòtera, la LL és insoluble en gairebé tots els tipus de dissolvents, excepte en els dissolvents molt alcalins o àcids. Com a pols orgànica, LL té una excel·lent adherència a superfícies hidròfiles i un baix coeficient de fricció, donant a aquest tensioactiu una excel·lent capacitat lubricant. LL s'utilitza àmpliament en cremes per a la pell i condicionadors de cabell, i també s'utilitza com a lubricant.
④AAS no iònic
Els tensioactius no iònics es caracteritzen per grups de cap polar sense càrregues formals. Al-Sabagh et al van preparar vuit nous tensioactius no iònics etoxilats. dels α-aminoàcids solubles en oli. En aquest procés, la L-fenilalanina (LEP) i la L-leucina es van esterificar primer amb hexadecanol, seguida d'una amidació amb àcid palmític per donar dues amides i dos èsters d'α-aminoàcids. A continuació, les amides i èsters van experimentar reaccions de condensació amb òxid d'etilè per preparar tres derivats de fenilalanina amb diferents nombres d'unitats de polioxietilè (40, 60 i 100). Es va trobar que aquests AAS no iònics tenien bones propietats de detergència i escuma.
05 Síntesi
5.1 Ruta sintètica bàsica
A l'AAS, els grups hidròfobs es poden unir a llocs d'amina o àcid carboxílic, o a través de les cadenes laterals d'aminoàcids. En base a això, hi ha quatre rutes sintètiques bàsiques disponibles, tal com es mostra a la figura 5.
Fig.5 Camins de síntesi fonamentals dels tensioactius basats en aminoàcids
| Camí 1. Les amines d'èster amfifíliques es produeixen per reaccions d'esterificació, en aquest cas la síntesi de tensioactius s'aconsegueix generalment mitjançant el reflux d'alcohols grassos i aminoàcids en presència d'un agent deshidratant i un catalitzador àcid. En algunes reaccions, l'àcid sulfúric actua com a catalitzador i com a agent deshidratant.
Camí 2. Els aminoàcids activats reaccionen amb les alquilamines per formar enllaços amida, donant lloc a la síntesi d'amidoamines amfifíliques.
Ruta 3. Els amidoàcids es sintetitzen fent reaccionar els grups amino dels aminoàcids amb els amidoàcids.
Ruta 4. Els alquil aminoàcids de cadena llarga es van sintetitzar mitjançant la reacció de grups amina amb haloalcans. |
5.2 Avenços en síntesi i producció
5.2.1 Síntesi de tensioactius aminoàcids/pèptids d'una sola cadena
Els aminoàcids o pèptids N-acil o O-acil es poden sintetitzar mitjançant l'acilació catalitzada per enzims de grups amina o hidroxil amb àcids grassos. El primer informe sobre la síntesi catalitzada per lipasa sense dissolvents d'amida d'aminoàcids o derivats d'èster metílic va utilitzar Candida antarctica, amb rendiments que oscil·laven entre el 25% i el 90% depenent de l'aminoàcid objectiu. La metil etil cetona també s'ha utilitzat com a dissolvent en algunes reaccions. Vonderhagen et al. també va descriure les reaccions d'acilació de la lipasa i la proteasa d'aminoàcids, hidrolitzats de proteïnes i/o els seus derivats utilitzant una barreja d'aigua i dissolvents orgànics (per exemple, dimetilformamida/aigua) i metilbutil cetona.
En els primers dies, el principal problema amb la síntesi d'AAS catalitzada per enzims eren els baixos rendiments. Segons Valivety et al. el rendiment dels derivats de l'aminoàcid N-tetradecanoil va ser només del 2% al 10% fins i tot després d'utilitzar diferents lipases i incubar a 70 ° C durant molts dies. Montet et al. també es van trobar problemes pel que fa al baix rendiment d'aminoàcids en la síntesi de N-acil lisina mitjançant àcids grassos i olis vegetals. Segons ells, el rendiment màxim del producte va ser del 19% en condicions sense dissolvents i utilitzant dissolvents orgànics. el mateix problema es va trobar per Valivety et al. en la síntesi de derivats d'èster metílic de N-Cbz-L-lisina o N-Cbz-lisina.
En aquest estudi, van afirmar que el rendiment de 3-O-tetradecanoil-L-serina era del 80% quan s'utilitzava serina protegida amb N com a substrat i Novozyme 435 com a catalitzador en un entorn sense dissolvents fosos. Nagao i Kito van estudiar l'O-acilació de L-serina, L-homoserina, L-treonina i L-tirosina (LET) quan s'utilitza la lipasa Els resultats de la reacció (la lipasa es va obtenir per Candida cylindracea i Rhizopus delemar en medi tampó aquós) i va informar que els rendiments d'acilació de L-homoserina i L-serina eren una mica baixos, mentre que no es va produir cap acilació de L-treonina i LET.
Molts investigadors han donat suport a l'ús de substrats barats i fàcilment disponibles per a la síntesi d'AAS rendibles. So et al. va afirmar que la preparació de tensioactius a base d'oli de palma funciona millor amb lipoenzim immobilitzat. Van assenyalar que el rendiment dels productes seria millor malgrat la reacció que requereix molt de temps (6 dies). Gerova et al. va investigar la síntesi i l'activitat superficial de N-palmitoil AAS quiral basat en metionina, prolina, leucina, treonina, fenilalanina i fenilglicina en una barreja cíclica/racèmica. Pang i Chu van descriure la síntesi de monòmers basats en aminoàcids i monòmers basats en àcids dicarboxílics en solució Es van sintetitzar una sèrie d'èsters de poliamida basats en aminoàcids funcionals i biodegradables mitjançant reaccions de co-condensació en solució.
Cantaeuzene i Guerreiro van informar de l'esterificació de grups d'àcids carboxílics de Boc-Ala-OH i Boc-Asp-OH amb alcohols i diols alifàtics de cadena llarga, amb diclorometà com a dissolvent i agarosa 4B (Sepharose 4B) com a catalitzador. En aquest estudi, la reacció de Boc-Ala-OH amb alcohols grassos de fins a 16 carbonis va donar bons rendiments (51%), mentre que per a Boc-Asp-OH 6 i 12 carbonis van ser millors, amb un rendiment corresponent del 63% [64]. ]. 99,9%) en rendiments que van del 58% al 76%, que es van sintetitzar mitjançant la formació d'enllaços amida amb diverses alquilamines de cadena llarga o enllaços èster amb alcohols grassos per Cbz-Arg-OMe, on la papaïna actuava com a catalitzador.
5.2.2 Síntesi de tensioactius aminoàcids/pèptids basats en bessons
Els tensioactius de gemini basats en aminoàcids consisteixen en dues molècules AAS de cadena recta enllaçades cap a cap entre si per un grup espaciador. Hi ha 2 esquemes possibles per a la síntesi quimioenzimàtica de tensioactius basats en aminoàcids de tipus bessons (figures 6 i 7). A la figura 6, 2 derivats d'aminoàcids es fan reaccionar amb el compost com a grup espaiador i després s'introdueixen 2 grups hidrofòbics. A la figura 7, les 2 estructures de cadena recta estan directament enllaçades per un grup espaciador bifuncional.
El primer desenvolupament de la síntesi catalitzada per enzims de lipoaminoàcids bessons va ser pioner per Valivety et al. Yoshimura et al. va investigar la síntesi, l'adsorció i l'agregació d'un tensioactiu gemini basat en aminoàcids a base de cistina i bromur de n-alquil. Els tensioactius sintetitzats es van comparar amb els tensioactius monomèrics corresponents. Faustino et al. va descriure la síntesi d'AAS monomèric a base d'urea aniònica basat en L-cistina, D-cistina, DL-cistina, L-cistina, L-metionina i L-sulfoalanina i els seus parells de bessons mitjançant conductivitat, tensió superficial d'equilibri i constant. -caracterització de la fluorescència d'estat d'ells. Es va demostrar que el valor cmc de bessons era menor comparant el monòmer i els bessons.
Fig.6 Síntesi d'AAS de bessons utilitzant derivats d'AA i separador, seguit de la inserció del grup hidrofòbic
Fig.7 Síntesi d'AAS de bessons utilitzant un espaiador bifuncional i AAS
5.2.3 Síntesi de tensioactius aminoàcids/pèptids glicerolípids
Els tensioactius d'aminoàcids/pèptids glicerolípids són una nova classe d'aminoàcids lipídics que són anàlegs estructurals dels mono- (o di-) èsters i fosfolípids de glicerol, a causa de la seva estructura d'una o dues cadenes grasses amb un aminoàcid vinculat a la columna vertebral del glicerol. mitjançant un enllaç èster. La síntesi d'aquests tensioactius comença amb la preparació d'èsters de glicerol d'aminoàcids a temperatures elevades i en presència d'un catalitzador àcid (per exemple, BF 3). La síntesi catalitzada per enzims (utilitzant hidrolases, proteases i lipases com a catalitzadors) també és una bona opció (Figura 8).
S'ha informat de la síntesi catalitzada per enzims de conjugats de glicèrids d'arginina dilaurilats amb papaïna. També s'ha informat de la síntesi de conjugats d'èster de diacilglicerol a partir d'acetilarginina i l'avaluació de les seves propietats fisicoquímiques.
Fig.8 Síntesi de conjugats d'aminoàcids mono i diacilglicerol
separador: NH-(CH2)10-NH: compostB1
separador: NH-C6H4-NH: compost B2
separador: CH2-CH2: compostB3
Fig.9 Síntesi d'amfífils simètrics derivats del Tris(hidroximetil)aminometà
5.2.4 Síntesi de tensioactius aminoàcids/pèptids basats en bola
Els amfífils de tipus bola basats en aminoàcids contenen 2 aminoàcids que estan units a la mateixa cadena hidrofòbica. Franceschi et al. va descriure la síntesi d'amfífils de tipus bola amb 2 aminoàcids (D- o L-alanina o L-histidina) i 1 cadena alquilica de diferents longituds i va investigar la seva activitat superficial. Discuten la síntesi i l'agregació de nous amfífils de tipus bola amb una fracció d'aminoàcids (utilitzant un β-aminoàcid poc comú o un alcohol) i un grup espaiador C12 -C20. Els β-aminoàcids poc comuns utilitzats poden ser un aminoàcid de sucre, un aminoàcid derivat de l'azidotimina (AZT), un aminoàcid norbornè i un aminoalcohol derivat de l'AZT (figura 9). la síntesi d'amfífils simètrics de tipus bola derivats del tris(hidroximetil)aminometà (Tris) (Figura 9).
06 Propietats fisicoquímiques
És ben sabut que els tensioactius basats en aminoàcids (AAS) són de naturalesa diversa i versàtil i tenen una bona aplicabilitat en moltes aplicacions, com ara una bona solubilització, bones propietats d'emulsificació, alta eficiència, rendiment d'alta activitat superficial i bona resistència a l'aigua dura (ió calci tolerància).
A partir de les propietats tensioactius dels aminoàcids (per exemple, tensió superficial, cmc, comportament de fase i temperatura de Krafft), es va arribar a les conclusions següents després d'estudis extensos: l'activitat superficial de l'AAS és superior a la del seu homòleg tensioactiu convencional.
6.1 Concentració de micel·les crítica (cmc)
La concentració crítica de micel·les és un dels paràmetres importants dels tensioactius i regeix moltes propietats tensioactives com la solubilització, la lisi cel·lular i la seva interacció amb biofilms, etc. En general, augmentar la longitud de la cadena de la cua d'hidrocarburs (augmentar la hidrofobicitat) comporta una disminució. en el valor cmc de la solució de tensioactiu, augmentant així la seva activitat superficial. Els tensioactius basats en aminoàcids solen tenir valors de cmc més baixos en comparació amb els tensioactius convencionals.
Mitjançant diferents combinacions de grups de cap i cues hidrofòbiques (amida monocatiònica, amida bicatiònica, èster basat en amida bicatiònica), Infante et al. van sintetitzar tres AAS basats en arginina i van estudiar els seus cmc i γcmc (tensió superficial a cmc), demostrant que els valors de cmc i γcmc disminuïen amb l'augment de la longitud de la cua hidrofòbica. En un altre estudi, Singare i Mhatre van trobar que el cmc dels tensioactius N-α-acilarginina va disminuir amb l'augment del nombre d'àtoms de carboni de la cua hidrofòbica (taula 1).
Yoshimura et al. va investigar el cmc dels tensioactius gemini basats en aminoàcids derivats de la cisteïna i va demostrar que el cmc va disminuir quan la longitud de la cadena de carboni a la cadena hidrofòbica augmentava de 10 a 12. L'augment de la longitud de la cadena de carboni a 14 va donar lloc a un augment de cmc, que va confirmar que els tensioactius de gemini de cadena llarga tenen una menor tendència a agregar-se.
Faustino et al. va informar de la formació de micel·les mixtes en solucions aquoses de tensioactius aniònics de gemini basats en cistina. Els tensioactius gemini també es van comparar amb els tensioactius monomèrics convencionals corresponents (C 8 Cys). Es va informar que els valors de cmc de les mescles de lípids i tensioactius eren inferiors als dels tensioactius purs. els tensioactius gemini i la 1,2-diheptanoil-sn-gliceril-3-fosfocolina, un fosfolípid soluble en aigua i formador de micel·les, tenia cmc a nivell mil·limolar.
Shrestha i Aramaki van investigar la formació de micel·les viscoelàstiques semblants a cucs en solucions aquoses de tensioactius aniònics-no iònics basats en aminoàcids en absència de sals de barreja. En aquest estudi, es va trobar que el glutamat de N-dodecil tenia una temperatura de Krafft més alta; tanmateix, quan es va neutralitzar amb l'aminoàcid bàsic L-lisina, va generar micel·les i la solució va començar a comportar-se com un fluid newtonià a 25 °C.
6.2 Bona solubilitat en aigua
La bona solubilitat en aigua de l'AAS es deu a la presència d'enllaços CO-NH addicionals. Això fa que l'AAS sigui més biodegradable i respectuós amb el medi ambient que els tensioactius convencionals corresponents. La solubilitat en aigua de l'àcid N-acil-L-glutàmic és encara millor a causa dels seus 2 grups carboxil. La solubilitat en aigua del Cn(CA) 2 també és bona perquè hi ha 2 grups d'arginina iònica en una molècula, el que resulta en una adsorció i difusió més efectives a la interfície cel·lular i fins i tot una inhibició bacteriana efectiva a concentracions més baixes.
6.3 Temperatura de Krafft i punt de Krafft
La temperatura de Krafft es pot entendre com el comportament de solubilitat específic dels tensioactius la solubilitat dels quals augmenta bruscament per sobre d'una temperatura determinada. Els tensioactius iònics tenen tendència a generar hidrats sòlids, que poden precipitar fora de l'aigua. A una temperatura determinada (l'anomenada temperatura de Krafft), s'acostuma a observar un augment dramàtic i discontinu de la solubilitat dels tensioactius. El punt de Krafft d'un tensioactiu iònic és la seva temperatura de Krafft a cmc.
Aquesta característica de solubilitat s'acostuma a observar per als tensioactius iònics i es pot explicar de la següent manera: la solubilitat del monòmer lliure de tensioactiu es limita per sota de la temperatura de Krafft fins que s'assoleix el punt de Krafft, on la seva solubilitat augmenta gradualment a causa de la formació de micel·les. Per garantir una solubilitat completa, és necessari preparar formulacions de tensioactius a temperatures superiors al punt de Krafft.
La temperatura de Krafft de l'AAS s'ha estudiat i comparat amb la dels tensioactius sintètics convencionals. Shrestha i Aramaki van estudiar la temperatura de Krafft de l'AAS basat en arginina i van trobar que la concentració crítica de micel·les presentava un comportament d'agregació en forma de premicel·les per sobre de 2-5. × 10-6 mol-L -1 seguida de la formació normal de micel·les (Ohta et al. van sintetitzar sis tipus diferents de N-hexadecanoil AAS i van discutir la relació entre la seva temperatura de Krafft i els residus d'aminoàcids.
En els experiments, es va trobar que la temperatura de Krafft del N-hexadecanoil AAS augmentava amb la disminució de la mida dels residus d'aminoàcids (fenilalanina sent una excepció), mentre que la calor de solubilitat (absorció de calor) augmentava amb la disminució de la mida dels residus d'aminoàcids (amb a excepció de la glicina i la fenilalanina). Es va concloure que tant en els sistemes d'alanina com de fenilalanina, la interacció DL és més forta que la interacció LL en la forma sòlida de la sal AAS de N-hexadecanoil.
Brito et al. va determinar la temperatura de Krafft de tres sèries de nous tensioactius basats en aminoàcids mitjançant microcalorimetria d'exploració diferencial i va trobar que canviar l'ió trifluoroacetat a l'ió iodur va provocar un augment significatiu de la temperatura de Krafft (uns 6 °C), de 47 °C a 53 °C. C. La presència d'enllaços cis-dobles i la insaturació present en els derivats de Ser de cadena llarga van provocar una disminució significativa de la temperatura de Krafft. Es va informar que el glutamat de n-dodecil tenia una temperatura de Krafft més alta. Tanmateix, la neutralització amb l'aminoàcid bàsic L-lisina va donar lloc a la formació de micel·les en solució que es van comportar com els fluids newtonians a 25 °C.
6.4 Tensió superficial
La tensió superficial dels tensioactius està relacionada amb la longitud de la cadena de la part hidrofòbica. Zhang et al. va determinar la tensió superficial del glicinat de cocoil sòdic mitjançant el mètode de plaques de Wilhelmy (25 ± 0,2) °C i va determinar el valor de la tensió superficial a cmc com a 33 mN-m -1, cmc com a 0,21 mmol-L -1. Yoshimura et al. es va determinar la tensió superficial de la tensió superficial basada en aminoàcids 2C n Cys dels agents tensioactius basats en 2C n Cys. Es va trobar que la tensió superficial a cmc va disminuir amb l'augment de la longitud de la cadena (fins a n = 8), mentre que la tendència es va invertir per als tensioactius amb n = 12 o més longituds de cadena.
També s'ha estudiat l'efecte del CaC1 2 sobre la tensió superficial dels tensioactius basats en aminoàcids dicarboxilats. En aquests estudis, es va afegir CaC1 2 a solucions aquoses de tres tensioactius tipus aminoàcids dicarboxilats (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 i C12 GluNa 2). Es van comparar els valors de l'altiplà després de cmc i es va trobar que la tensió superficial disminuïa a concentracions de CaC1 2 molt baixes. Això es deu a l'efecte dels ions de calci sobre la disposició del tensioactiu a la interfície gas-aigua. les tensions superficials de les sals de N-dodecilaminomalonat i N-dodecilaspartat, d'altra banda, també eren gairebé constants fins a una concentració de 10 mmol-L -1 CaC1 2 . Per sobre de 10 mmol-L -1, la tensió superficial augmenta bruscament, a causa de la formació d'una precipitació de la sal de calci del tensioactiu. Per a la sal disòdica del glutamat de N-dodecil, l'addició moderada de CaC1 2 va provocar una disminució significativa de la tensió superficial, mentre que l'augment continuat de la concentració de CaC1 2 ja no va provocar canvis significatius.
Per determinar la cinètica d'adsorció de l'AAS de tipus gemini a la interfície gas-aigua, es va determinar la tensió superficial dinàmica mitjançant el mètode de pressió màxima de bombolla. Els resultats van mostrar que durant el temps de prova més llarg, la tensió superficial dinàmica 2C 12 Cys no va canviar. La disminució de la tensió superficial dinàmica depèn només de la concentració, la longitud de les cues hidrofòbiques i el nombre de cues hidrofòbiques. L'augment de la concentració de tensioactiu, la disminució de la longitud de la cadena i el nombre de cadenes van donar lloc a una decadència més ràpida. Els resultats obtinguts per a concentracions més altes de C n Cys (n = 8 a 12) es van trobar molt propers al γ cmc mesurat pel mètode Wilhelmy.
En un altre estudi, les tensions superficials dinàmiques de la dilauril cistina sòdica (SDLC) i la didecamino cistina sòdica es van determinar pel mètode de plaques de Wilhelmy i, a més, es van determinar les tensions superficials d'equilibri de les seves solucions aquoses pel mètode de volum de gota. La reacció dels enllaços disulfur també es va investigar amb altres mètodes. L'addició de mercaptoetanol a una solució de 0,1 mmol-L -1SDLC va provocar un ràpid augment de la tensió superficial de 34 mN-m -1 a 53 mN-m -1. Com que NaClO pot oxidar els enllaços disulfur de SDLC a grups d'àcid sulfònic, no es van observar agregats quan es va afegir NaClO (5 mmol-L -1 ) a la solució SDLC de 0,1 mmol-L -1. Els resultats de la microscòpia electrònica de transmissió i de la dispersió de la llum dinàmica van mostrar que no es van formar agregats a la solució. Es va trobar que la tensió superficial de SDLC augmentava de 34 mN-m -1 a 60 mN-m -1 durant un període de 20 min.
6.5 Interaccions binàries de superfície
En les ciències de la vida, diversos grups han estudiat les propietats vibracionals de mescles d'AAS catiònics (surfactants basats en diacilglicerol arginina) i fosfolípids a la interfície gas-aigua, finalment concloent que aquesta propietat no ideal provoca la prevalença d'interaccions electrostàtiques.
6.6 Propietats d'agregació
La dispersió de la llum dinàmica s'utilitza habitualment per determinar les propietats d'agregació de monòmers basats en aminoàcids i tensioactius de gemini a concentracions superiors a cmc, donant un diàmetre hidrodinàmic aparent DH (= 2R H ). Els agregats formats per C n Cys i 2Cn Cys són relativament grans i tenen una distribució a gran escala en comparació amb altres tensioactius. Tots els tensioactius excepte 2C 12 Cys solen formar agregats d'uns 10 nm. les mides de les micel·les dels tensioactius de bessons són significativament més grans que les dels seus homòlegs monomèrics. Un augment de la longitud de la cadena d'hidrocarburs també comporta un augment de la mida de la micel·la. ohta et al. va descriure les propietats d'agregació de tres estereoisòmers diferents de N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanina tetrametilamoni en solució aquosa i va demostrar que els diastereoisòmers tenen la mateixa concentració d'agregació crítica en solució aquosa. Iwahashi et al. investigat mitjançant dicroisme circular, RMN i osmometria de pressió de vapor, la formació d'agregats quirals d'àcid N-dodecanoil-L-glutàmic, N-dodecanoil-L-valina i els seus èsters metílics en diferents dissolvents (com ara tetrahidrofurà, acetonitril, 1,4). -dioxà i 1,2-dicloroetan) amb propietats rotacionals es va investigar mitjançant dicroisme circular, RMN i osmometria de pressió de vapor.
6.7 Adsorció interfacial
L'adsorció interfacial de tensioactius basats en aminoàcids i la seva comparació amb el seu homòleg convencional també és una de les direccions de recerca. Per exemple, es van investigar les propietats d'adsorció interfacial dels èsters dodecils d'aminoàcids aromàtics obtinguts de LET i LEP. Els resultats van mostrar que LET i LEP presentaven àrees interfacials més baixes a la interfície gas-líquid i a la interfície aigua/hexà, respectivament.
Bordes et al. va investigar el comportament de la solució i l'adsorció a la interfície gas-aigua de tres tensioactius d'aminoàcids dicarboxilats, les sals disòdiques de glutamat de dodecil, aspartat de dodecil i aminomalonat (amb 3, 2 i 1 àtoms de carboni entre els dos grups carboxil, respectivament). Segons aquest informe, el cmc dels tensioactius dicarboxilats era 4-5 vegades més gran que el de la sal de dodecil glicina monocarboxilada. Això s'atribueix a la formació d'enllaços d'hidrogen entre els tensioactius dicarboxilats i les molècules veïnes a través dels grups amida que hi ha.
6.8 Comportament de la fase
S'observen fases cúbiques discontinues isòtropes per a tensioactius a concentracions molt elevades. Les molècules de tensioactius amb grups de cap molt grans tendeixen a formar agregats de curvatura positiva més petita. marques et al. va estudiar el comportament de fase dels sistemes 12Lys12/12Ser i 8Lys8/16Ser (vegeu la figura 10), i els resultats van mostrar que el sistema 12Lys12/12Ser té una zona de separació de fases entre les regions de solució micel·lar i vesicular, mentre que el sistema 8Lys8/16Ser El sistema 8Lys8/16Ser mostra una transició contínua (regió de fase micel·lar allargada entre la regió de fase micel·lar petita i la regió de fase vesícula). Cal tenir en compte que per a la regió de vesícules del sistema 12Lys12/12Ser, les vesícules sempre coexisteixen amb micel·les, mentre que la regió de vesícules del sistema 8Lys8/16Ser només té vesícules.
Mescles cataniòniques dels tensioactius basats en lisina i serina: parell simètric 12Lys12/12Ser (esquerra) i parell asimètric 8Lys8/16Ser (dreta)
6.9 Capacitat emulsionant
Kouchi et al. va examinar la capacitat emulsionant, la tensió interfacial, la dispersibilitat i la viscositat de N-[3-dodecil-2-hidroxipropil]-L-arginina, L-glutamat i altres AAS. En comparació amb els tensioactius sintètics (els seus homòlegs convencionals no iònics i anfòters), els resultats van demostrar que els AAS tenen una capacitat emulsionant més forta que els tensioactius convencionals.
Baczko et al. va sintetitzar nous tensioactius d'aminoàcids aniònics i va investigar la seva idoneïtat com a dissolvents d'espectroscòpia RMN orientada quiral. Es van sintetitzar una sèrie de derivats L-Phe o L-Ala amfifílics a base de sulfonat amb diferents cues hidrofòbiques (pentil~tetradecil) fent reaccionar aminoàcids amb anhídrid o-sulfobenzoic. Wu et al. sals de sodi sintetitzades de N-acil gras AAS ivan investigar la seva capacitat d'emulsificació en emulsions d'oli en aigua, i els resultats van mostrar que aquests tensioactius tenien un millor rendiment amb l'acetat d'etil com a fase d'oli que amb n-hexà com a fase d'oli.
6.10 Avenços en síntesi i producció
La resistència a l'aigua dura es pot entendre com la capacitat dels tensioactius de resistir la presència d'ions com el calci i el magnesi a l'aigua dura, és a dir, la capacitat d'evitar la precipitació en sabons de calci. Els tensioactius amb alta resistència a l'aigua dura són molt útils per a formulacions de detergents i productes de cura personal. La resistència a l'aigua dura es pot avaluar calculant el canvi en la solubilitat i l'activitat superficial del tensioactiu en presència d'ions calci.
Una altra manera d'avaluar la resistència a l'aigua dura és calcular el percentatge o grams de tensioactiu necessaris perquè el sabó de calci format a partir de 100 g d'oleat de sodi es dispersi a l'aigua. A les zones amb aigua dura alta, les altes concentracions d'ions de calci i magnesi i el contingut de minerals poden dificultar algunes aplicacions pràctiques. Sovint, l'ió sodi s'utilitza com a ió contrari d'un tensioactiu aniònic sintètic. Atès que l'ió calci divalent s'uneix a ambdues molècules de tensioactiu, fa que el tensioactiu precipiti més fàcilment de la solució fent que la detergència sigui menys probable.
L'estudi de la resistència a l'aigua dura de l'AAS va mostrar que la resistència a l'àcid i l'aigua dura estaven fortament influenciades per un grup carboxil addicional, i la resistència a l'aigua dura i àcid va augmentar encara més amb l'augment de la longitud del grup espaiador entre els dos grups carboxil. . L'ordre de resistència a l'àcid i a l'aigua dura era C 12 glicinat < C 12 aspartat < C 12 glutamat. Comparant l'enllaç amida dicarboxilada i el tensioactiu amino dicarboxilat, respectivament, es va trobar que el rang de pH d'aquest últim era més ampli i la seva activitat superficial augmentava amb l'addició d'una quantitat adequada d'àcid. Els N-alquil aminoàcids dicarboxilats van mostrar un efecte quelant en presència d'ions calci, i l'aspartat C 12 va formar un gel blanc. El glutamat de c 12 va mostrar una alta activitat superficial a una concentració elevada de Ca 2+ i s'espera que s'utilitzi en la dessalinització d'aigua de mar.
6.11 Dispersibilitat
La dispersibilitat es refereix a la capacitat d'un tensioactiu per evitar la coalescència i la sedimentació del tensioactiu en solució.La dispersibilitat és una propietat important dels tensioactius que els fa aptes per al seu ús en detergents, cosmètics i productes farmacèutics.Un agent dispersant ha de contenir un enllaç èster, èter, amida o amino entre el grup hidròfob i el grup hidròfil terminal (o entre els grups hidrofòbics de cadena recta).
En general, els tensioactius aniònics com els alcanolamidosulfats i els tensioactius anfòters com l'amidosulfobetaïna són especialment efectius com a agents dispersants per als sabons de calci.
Molts esforços de recerca han determinat la dispersibilitat de l'AAS, on es va trobar que la N-lauroil lisina era poc compatible amb l'aigua i era difícil d'utilitzar per a formulacions cosmètiques.En aquesta sèrie, els aminoàcids bàsics substituïts per N-acil tenen una excel·lent dispersibilitat i s'utilitzen a la indústria cosmètica per millorar les formulacions.
07 Toxicitat
Els tensioactius convencionals, especialment els tensioactius catiònics, són altament tòxics per als organismes aquàtics. La seva toxicitat aguda es deu al fenomen d'interacció adsorció-ió dels tensioactius a la interfície cèl·lula-aigua. La disminució del cmc dels tensioactius sol conduir a una adsorció interfacial més forta dels tensioactius, que sol donar lloc a la seva toxicitat aguda elevada. Un augment de la longitud de la cadena hidrofòbica dels tensioactius també condueix a un augment de la toxicitat aguda del tensioactiu.La majoria dels AAS són baixos o no tòxics per als humans i el medi ambient (especialment per als organismes marins) i són adequats per al seu ús com a ingredients alimentaris, productes farmacèutics i cosmètics.Molts investigadors han demostrat que els tensioactius d'aminoàcids són suaus i no irritan la pell. Se sap que els tensioactius basats en arginina són menys tòxics que els seus homòlegs convencionals.
Brito et al. va estudiar les propietats fisicoquímiques i toxicològiques dels amfífils basats en aminoàcids i els seus [derivats de tirosina (Tyr), hidroxiprolina (Hyp), serina (Ser) i lisina (Lys)] formació espontània de vesícules catiònics i va donar dades sobre la seva toxicitat aguda a Daphnia magna (IC 50). Van sintetitzar vesícules catiònics de bromur de dodeciltrimetilamoni (DTAB)/derivats de Lys i/o mescles de derivats de Ser/Lys i van provar la seva ecotoxicitat i potencial hemolític, demostrant que tots els AAS i les seves mescles que contenen vesícules eren menys tòxics que el tensioactiu convencional DTAB. .
Rosa et al. va investigar la unió (associació) de l'ADN a vesícules catiòniques estables basades en aminoàcids. A diferència dels tensioactius catiònics convencionals, que sovint semblen tòxics, la interacció dels tensioactius d'aminoàcids catiònics sembla no ser tòxica. L'AAS catiònic es basa en arginina, que forma espontàniament vesícules estables en combinació amb certs tensioactius aniònics. També s'informa que els inhibidors de corrosió basats en aminoàcids no són tòxics. Aquests tensioactius es sintetitzen fàcilment amb una puresa elevada (fins al 99%), de baix cost, fàcilment biodegradables i completament solubles en medis aquosos. Diversos estudis han demostrat que els tensioactius d'aminoàcids que contenen sofre són superiors en la inhibició de la corrosió.
En un estudi recent, Perinelli et al. va informar d'un perfil toxicològic satisfactori dels ramnolípids en comparació amb els tensioactius convencionals. Se sap que els ramnolípids actuen com a potenciadors de la permeabilitat. També van informar de l'efecte dels ramnolípids sobre la permeabilitat epitelial dels fàrmacs macromoleculars.
08 Activitat antimicrobiana
L'activitat antimicrobiana dels tensioactius es pot avaluar mitjançant la concentració inhibidora mínima. S'ha estudiat amb detall l'activitat antimicrobiana dels tensioactius basats en arginina. Es va trobar que els bacteris Gram-negatius eren més resistents als tensioactius basats en arginina que els bacteris Gram-positius. L'activitat antimicrobiana dels tensioactius sol augmentar per la presència d'hidroxil, ciclopropà o enllaços insaturats dins de les cadenes acils. Castillo et al. va demostrar que la longitud de les cadenes d'acil i la càrrega positiva determinen el valor HLB (equilibri hidròfil-lipòfil) de la molècula, i això sí que tenen un efecte en la seva capacitat per interrompre les membranes. L'èster metílic de na-acilarginina és una altra classe important de tensioactius catiònics amb activitat antimicrobiana d'ampli espectre i és fàcilment biodegradable i té una toxicitat baixa o nul·la. Estudis sobre la interacció de tensioactius basats en èster metílic de Nα-acilarginina amb 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina i 1,2-ditetradecanoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina, membranes model i amb organismes vius en la presència o absència de barreres externes han demostrat que aquesta classe de tensioactius té una bona activitat antimicrobiana. Els resultats van mostrar que els tensioactius tenen una bona activitat antibacteriana.
09 Propietats reològiques
Les propietats reològiques dels tensioactius tenen un paper molt important a l'hora de determinar i predir les seves aplicacions en diferents indústries, com ara l'alimentació, la farmacèutica, l'extracció d'oli, la cura personal i els productes per a la cura de la llar. S'han realitzat molts estudis per discutir la relació entre la viscoelasticitat dels tensioactius d'aminoàcids i el cmc.
10 Aplicacions a la indústria cosmètica
Els AAS s'utilitzen en la formulació de molts productes de cura personal.El glicinat de potassi N-cocoil és suau per a la pell i s'utilitza en la neteja facial per eliminar els fangs i el maquillatge. L'àcid n-acil-L-glutàmic té dos grups carboxil, cosa que el fa més soluble en aigua. Entre aquests AAS, els AAS basats en àcids grassos C 12 s'utilitzen àmpliament en la neteja facial per eliminar els fangs i el maquillatge. Els AAS amb una cadena C 18 s'utilitzen com a emulsionants en productes per a la cura de la pell, i se sap que les sals de N-Lauryl alanina creen escumes cremoses que no irriten la pell i, per tant, es poden utilitzar en la formulació de productes per a la cura del nadó. Els AAS basats en N-Lauryl utilitzats en pasta de dents tenen una bona detergència similar al sabó i una forta eficàcia inhibidora d'enzims.
Durant les últimes dècades, l'elecció de tensioactius per a cosmètics, productes de cura personal i productes farmacèutics s'ha centrat en la baixa toxicitat, la suavitat, la suavitat al tacte i la seguretat. Els consumidors d'aquests productes són molt conscients de la possible irritació, toxicitat i factors ambientals.
Avui dia, els AAS s'utilitzen per formular molts xampús, tints de cabell i sabons de bany a causa dels seus nombrosos avantatges respecte als seus homòlegs tradicionals en cosmètica i productes de cura personal.Els tensioactius basats en proteïnes tenen propietats desitjables necessàries per als productes de cura personal. Alguns AAS tenen capacitats de formació de pel·lícules, mentre que altres tenen bones capacitats d'escuma.
Els aminoàcids són importants factors hidratants naturals a l'estrat còrni. Quan les cèl·lules epidèrmiques moren, passen a formar part de l'estrat corni i les proteïnes intracel·lulars es degraden gradualment en aminoàcids. Després, aquests aminoàcids es transporten més a l'estrat còrni, on absorbeixen greixos o substàncies semblants al greix a l'estrat còrni epidèrmic, millorant així l'elasticitat de la superfície de la pell. Aproximadament el 50% del factor hidratant natural de la pell es compon d'aminoàcids i pirrolidona.
El col·lagen, un ingredient cosmètic comú, també conté aminoàcids que mantenen la pell suau.Els problemes de la pell com ara la rugositat i l'apagada es deuen en gran part a la manca d'aminoàcids. Un estudi va demostrar que barrejar un aminoàcid amb una pomada alleujava les cremades a la pell i les zones afectades van tornar al seu estat normal sense convertir-se en cicatrius queloides.
També s'ha trobat que els aminoàcids són molt útils per cuidar les cutícules danyades.El cabell sec i informe pot indicar una disminució de la concentració d'aminoàcids en un estrat còrni molt danyat. Els aminoàcids tenen la capacitat de penetrar la cutícula a l'eix del cabell i absorbir la humitat de la pell.Aquesta capacitat dels tensioactius basats en aminoàcids els fa molt útils en xampús, tints de cabell, suavitzants, condicionadors i la presència d'aminoàcids fa que el cabell sigui fort.
11 Aplicacions en cosmètica diària
Actualment, hi ha una demanda creixent de formulacions de detergents basats en aminoàcids a tot el món.Se sap que els AAS tenen una millor capacitat de neteja, capacitat d'escuma i propietats suavitzants de teixits, cosa que els fa adequats per a detergents domèstics, xampús, rentadors corporals i altres aplicacions.S'informa que un AAS amfòter derivat de l'àcid aspártic és un detergent molt eficaç amb propietats quelants. S'ha trobat que l'ús d'ingredients detergents que consisteixen en àcids N-alquil-β-aminoetoxi redueix la irritació de la pell. S'ha informat que una formulació de detergent líquid que consisteix en N-cocoil-β-aminopropionat és un detergent eficaç per a les taques d'oli a les superfícies metàl·liques. També s'ha demostrat que un tensioactiu àcid aminocarboxílic, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, té una millor detergència i s'utilitza per netejar teixits, catifes, cabells, vidre, etc. L'àcid 2-hidroxi-3-aminopropiònic-N,N- Se sap que el derivat de l'àcid acetoacètic té una bona capacitat de complexació i, per tant, dóna estabilitat als agents blanquejants.
Keigo i Tatsuya han informat de la preparació de formulacions detergents basades en N-(N'-acil-β-alanil de cadena llarga)-β-alanina en la seva patent per a una millor capacitat de rentat i estabilitat, fàcil trencament de l'escuma i un bon suavització de la tela. . Kao va desenvolupar una formulació detergent basada en N-Acyl-1-N-hidroxi-β-alanina i va informar d'una baixa irritació de la pell, una gran resistència a l'aigua i un alt poder d'eliminació de taques.
L'empresa japonesa Ajinomoto utilitza AAS de baix tòxic i fàcilment degradable a base d'àcid L-glutàmic, L-arginina i L-lisina com a ingredients principals en xampús, detergents i cosmètics (Figura 13). També s'ha informat de la capacitat dels additius enzimàtics en les formulacions de detergents per eliminar la contaminació proteica. S'ha informat del N-acil AAS derivats de l'àcid glutàmic, l'alanina, la metilglicina, la serina i l'àcid aspártic pel seu ús com a excel·lents detergents líquids en solucions aquoses. Aquests tensioactius no augmenten gens la viscositat, fins i tot a temperatures molt baixes, i es poden transferir fàcilment des del recipient d'emmagatzematge del dispositiu d'escuma per obtenir escumes homogènies.
Hora de publicació: juny-09-2022