Съдържание на тази статия:
1. Разработване на аминокиселини
2. Структурни свойства
3. Химичен състав
4.Класификация
5. Синтез
6. Физикохимични свойства
7. Токсичност
8. Антимикробна активност
9. Реологични свойства
10. Приложения в козметичната индустрия
11. Приложения в ежедневната козметика
Аминокиселинни повърхностноактивни вещества (AAS)са клас повърхностноактивни вещества, образувани чрез комбиниране на хидрофобни групи с една или повече аминокиселини. В този случай аминокиселините могат да бъдат синтетични или получени от протеинови хидролизати или подобни възобновяеми източници. Този документ обхваща подробностите за повечето от наличните синтетични пътища за AAS и ефекта на различните пътища върху физикохимичните свойства на крайните продукти, включително разтворимост, стабилност на дисперсията, токсичност и биоразградимост. Като клас повърхностноактивни вещества с нарастващо търсене, гъвкавостта на AAS поради тяхната променлива структура предлага голям брой търговски възможности.
Като се има предвид, че повърхностноактивните вещества се използват широко в детергенти, емулгатори, инхибитори на корозия, третично възстановяване на нефт и фармацевтични продукти, изследователите никога не са преставали да обръщат внимание на повърхностноактивните вещества.
Повърхностноактивните вещества са най-представителните химически продукти, които се консумират в големи количества ежедневно по целия свят и имат отрицателно въздействие върху водната среда.Проучванията показват, че широкото използване на традиционни повърхностноактивни вещества може да има отрицателно въздействие върху околната среда.
Днес нетоксичността, биоразградимостта и биосъвместимостта са почти толкова важни за потребителите, колкото полезността и ефективността на повърхностноактивните вещества.
Биосърфактантите са екологично чисти устойчиви повърхностноактивни вещества, които се синтезират естествено от микроорганизми като бактерии, гъбички и дрожди или се секретират извънклетъчно.Следователно, биосърфактантите могат също да бъдат получени чрез молекулярен дизайн, за да имитират естествени амфифилни структури, като фосфолипиди, алкил гликозиди и ацил аминокиселини.
Аминокиселинни повърхностно активни вещества (AAS)са едно от типичните повърхностно активни вещества, обикновено произведени от животински или селскостопански суровини. През последните две десетилетия AAS привлякоха голям интерес от страна на учените като нови повърхностноактивни вещества, не само защото могат да бъдат синтезирани от възобновяеми ресурси, но и защото AAS са лесно разградими и имат безвредни странични продукти, което ги прави по-безопасни за среда.
AAS може да се дефинира като клас повърхностноактивни вещества, състоящи се от аминокиселини, съдържащи аминокиселинни групи (HO 2 C-CHR-NH 2) или аминокиселинни остатъци (HO 2 C-CHR-NH-). Двете функционални области на аминокиселините позволяват получаването на голямо разнообразие от повърхностно активни вещества. Известно е, че в природата съществуват общо 20 стандартни протеиногенни аминокиселини, които са отговорни за всички физиологични реакции в растежа и жизнените дейности. Те се различават един от друг само според остатъка R (Фигура 1, pk a е отрицателният логаритъм на константата на киселинна дисоциация на разтвора). Някои са неполярни и хидрофобни, други са полярни и хидрофилни, други са основни, а други са киселинни.
Тъй като аминокиселините са възобновяеми съединения, повърхностноактивните вещества, синтезирани от аминокиселини, също имат висок потенциал да станат устойчиви и щадящи околната среда. Простата и естествена структура, ниската токсичност и бързата биоразградимост често ги правят по-добри от конвенционалните повърхностно активни вещества. Използвайки възобновяеми суровини (напр. аминокиселини и растителни масла), AAS може да се произвежда по различни биотехнологични пътища и химични пътища.
В началото на 20-ти век за първи път е открито, че аминокиселините се използват като субстрати за синтеза на повърхностноактивни вещества.AAS се използват главно като консерванти във фармацевтични и козметични формулировки.Освен това е установено, че AAS са биологично активни срещу различни болестотворни бактерии, тумори и вируси. През 1988 г. наличието на евтини AAS породи изследователски интерес към повърхностната активност. Днес, с развитието на биотехнологиите, някои аминокиселини също могат да бъдат синтезирани комерсиално в голям мащаб от дрожди, което косвено доказва, че производството на AAS е по-щадящо околната среда.
01 Разработване на аминокиселини
Още в началото на 19 век, когато естествено срещащите се аминокиселини са били открити за първи път, техните структури са били предсказани като изключително ценни - използваеми като суровини за получаване на амфифили. Първото изследване върху синтеза на AAS е докладвано от Bondi през 1909 г.
В това проучване N-ацилглицин и N-ацилаланин са въведени като хидрофилни групи за повърхностноактивни вещества. Последвалата работа включваше синтеза на липоаминокиселини (AAS) с помощта на глицин и аланин, а Hentrich et al. публикува поредица от открития,включително първата заявка за патент относно използването на соли на ацил саркозинат и ацил аспартат като повърхностно активни вещества в домакински почистващи продукти (напр. шампоани, детергенти и пасти за зъби).Впоследствие много изследователи изследват синтеза и физикохимичните свойства на ацил аминокиселините. Към днешна дата е публикувана голяма част от литературата относно синтеза, свойствата, индустриалните приложения и биоразградимостта на AAS.
02 Структурни свойства
Неполярните хидрофобни вериги на мастни киселини на AAS могат да варират по структура, дължина на веригата и брой.Структурното разнообразие и високата повърхностна активност на AAS обяснява тяхното голямо съставно разнообразие и физикохимични и биологични свойства. Главните групи на AAS са съставени от аминокиселини или пептиди. Разликите в главните групи определят адсорбцията, агрегацията и биологичната активност на тези ПАВ. След това функционалните групи в главната група определят типа на AAS, включително катионни, анионни, нейонни и амфотерни. Комбинацията от хидрофилни аминокиселини и хидрофобни дълговерижни части образуват амфифилна структура, която прави молекулата силно повърхностно активна. В допълнение, наличието на асиметрични въглеродни атоми в молекулата спомага за образуването на хирални молекули.
03 Химичен състав
Всички пептиди и полипептиди са продукти на полимеризация на тези близо 20 α-протеиногенни α-аминокиселини. Всичките 20 α-аминокиселини съдържат функционална група на карбоксилна киселина (-COOH) и амино функционална група (-NH 2), като и двете са свързани към един и същ тетраедричен α-въглероден атом. Аминокиселините се различават една от друга по различните R групи, прикрепени към α-въглерода (с изключение на лицин, където R групата е водород). R групите могат да се различават по структура, размер и заряд (киселинност, алкалност). Тези разлики определят и разтворимостта на аминокиселините във вода.
Аминокиселините са хирални (с изключение на глицина) и са оптически активни по природа, защото имат четири различни заместителя, свързани с алфа въглерода. Аминокиселините имат две възможни конформации; те са неприпокриващи се огледални образи един на друг, въпреки факта, че броят на L-стереоизомерите е значително по-висок. R-групата, присъстваща в някои аминокиселини (фенилаланин, тирозин и триптофан), е арил, което води до максимална UV абсорбция при 280 nm. Киселинният α-COOH и основният α-NH 2 в аминокиселините са способни на йонизация и двата стереоизомера, които и да са, изграждат йонизационното равновесие, показано по-долу.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Както е показано в йонизационното равновесие по-горе, аминокиселините съдържат най-малко две слабо киселинни групи; карбоксилната група обаче е много по-киселинна в сравнение с протонираната аминогрупа. pH 7,4, карбоксилната група е депротонирана, докато аминогрупата е протонирана. Аминокиселините с нейонизиращи се R групи са електрически неутрални при това pH и образуват цвитерион.
04 Класификация
AAS може да се класифицира според четири критерия, които са описани по-долу на свой ред.
4.1 Според произхода
| Според произхода AAS могат да бъдат разделени на 2 категории, както следва. ① Естествена категория Някои естествено срещащи се съединения, съдържащи аминокиселини, също имат способността да намаляват повърхностното/междуфазовото напрежение, а някои дори надвишават ефикасността на гликолипидите. Тези AAS са известни също като липопептиди. Липопептидите са съединения с ниско молекулно тегло, обикновено произведени от Bacillus видове.
Такива AAS се разделят допълнително на 3 подкласа:сърфактин, итурин и фенгицин.
|
| Семейството от повърхностно активни пептиди включва хептапептидни варианти на различни вещества,както е показано на Фигура 2а, в която C12-C16 верига на ненаситена β-хидрокси мастна киселина е свързана към пептида. Повърхностно активният пептид е макроцикличен лактон, в който пръстенът е затворен чрез катализа между С-края на β-хидрокси мастната киселина и пептида. В подкласа на итурин има шест основни варианта, а именно итурин А и С, микосубтилин и бациломицин D, F и L.Във всички случаи хептапептидите са свързани към C14-C17 веригите на β-амино мастни киселини (веригите могат да бъдат различни). В случая на екуримицините, аминогрупата в β-позиция може да образува амидна връзка с С-края, като по този начин образува макроциклична лактамова структура.
Подкласът фенгицин съдържа фенгицин А и В, които също се наричат плипастатин, когато Tyr9 е D-конфигуриран.Декапептидът е свързан към C14-C18 наситена или ненаситена верига на β-хидрокси мастна киселина. Структурно, плипастатинът също е макроцикличен лактон, съдържащ странична верига на Tyr в позиция 3 на пептидната последователност и образуващ естерна връзка с С-терминалния остатък, като по този начин образува вътрешна пръстенна структура (както е случаят с много липопептиди на Pseudomonas).
② Синтетична категория AAS може също да се синтезира чрез използване на която и да е от киселинните, основните и неутралните аминокиселини. Обичайните аминокиселини, използвани за синтеза на AAS, са глутаминова киселина, серин, пролин, аспарагинова киселина, глицин, аргинин, аланин, левцин и протеинови хидролизати. Този подклас повърхностноактивни вещества може да се получи чрез химични, ензимни и хемоензимни методи; обаче, за производството на AAS химическият синтез е по-икономически осъществим. Често срещаните примери включват N-лауроил-L-глутаминова киселина и N-палмитоил-L-глутаминова киселина.
|
4.2 Въз основа на заместителите на алифатната верига
Въз основа на заместителите на алифатната верига повърхностноактивните вещества на базата на аминокиселини могат да бъдат разделени на 2 вида.
Според позицията на заместителя
| ①N-заместен AAS В N-заместени съединения аминогрупата се заменя с липофилна група или карбоксилна група, което води до загуба на основност. най-простият пример за N-заместени AAS са N-ацил аминокиселини, които по същество са анионни повърхностноактивни вещества. n-заместените AAS имат амидна връзка, свързана между хидрофобната и хидрофилната част. Амидната връзка има способността да образува водородна връзка, което улеснява разграждането на това повърхностно активно вещество в кисела среда, като по този начин го прави биоразградим.
②C-заместен AAS В С-заместени съединения, заместването става в карбоксилната група (чрез амидна или естерна връзка). Типичните С-заместени съединения (напр. естери или амиди) са по същество катионни повърхностно активни вещества.
③N- и C-заместени AAS В този тип повърхностноактивно вещество както амино, така и карбоксилната група са хидрофилната част. Този тип е по същество амфотерно повърхностно активно вещество. |
4.3 Според броя на хидрофобните опашки
Въз основа на броя на главните групи и хидрофобните опашки, AAS може да бъде разделен на четири групи. AAS с права верига, AAS от тип Gemini (димер), AAS от глицеролипиден тип и бицефален амфифилен (Bola) тип AAS. сърфактантите с права верига са повърхностноактивни вещества, състоящи се от аминокиселини само с една хидрофобна опашка (Фигура 3). AAS тип Gemini имат две аминокиселинни полярни главни групи и две хидрофобни опашки на молекула (Фигура 4). В този тип структура двете правоверижни AAS са свързани заедно чрез разделител и следователно се наричат също димери. В AAS от глицеролипиден тип, от друга страна, двете хидрофобни опашки са прикрепени към една и съща главна група на аминокиселини. Тези повърхностноактивни вещества могат да се разглеждат като аналози на моноглицериди, диглицериди и фосфолипиди, докато в AAS тип Bola две аминокиселинни главни групи са свързани с хидрофобна опашка.
4.4 Според вида на главата група
①Катионен AAS
Главната група на този тип повърхностно активно вещество има положителен заряд. Най-ранният катионен AAS е етил кокоил аргинат, който е пиролидон карбоксилат. Уникалните и разнообразни свойства на това повърхностно активно вещество го правят полезно в дезинфектанти, антимикробни агенти, антистатични агенти, балсами за коса, както и че е нежен към очите и кожата и лесно биоразградим. Singare и Mhatre синтезират базирани на аргинин катионни AAS и оценяват техните физикохимични свойства. В това изследване те заявяват високи добиви на продуктите, получени при условията на реакцията на Шотен-Бауман. С увеличаване на дължината на алкиловата верига и хидрофобността, беше установено, че повърхностната активност на повърхностно активното вещество се увеличава и критичната концентрация на мицел (cmc) намалява. Друг е кватернерният ацилов протеин, който обикновено се използва като балсам в продуктите за грижа за косата.
②Анионни AAS
В анионните повърхностноактивни вещества полярната глава на повърхностноактивното вещество има отрицателен заряд. Саркозин (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-метилглицин), аминокиселина, която обикновено се среща в морски таралежи и морски звезди, е химически свързана с глицин (NH 2 -CH 2 -COOH,), открита основна аминокиселина в клетки на бозайници. -COOH,) е химически свързан с глицин, който е основна аминокиселина, открита в клетките на бозайници. Лауринова киселина, тетрадеканова киселина, олеинова киселина и техните халиди и естери обикновено се използват за синтезиране на саркозинатни повърхностно активни вещества. Саркозинатите по своята същност са леки и затова често се използват във води за уста, шампоани, спрейове за пяна за бръснене, слънцезащитни продукти, почистващи препарати за кожа и други козметични продукти.
Други налични в търговската мрежа анионни AAS включват Amisoft CS-22 и AmiliteGCK-12, които са търговски наименования съответно за натриев N-кокоил-L-глутамат и калиев N-кокоил глицинат. Амилитът обикновено се използва като пенообразуващ агент, детергент, разтворител, емулгатор и диспергатор и има много приложения в козметиката, като шампоани, сапуни за баня, миещи средства за тяло, пасти за зъби, почистващи препарати за лице, почистващи сапуни, почистващи препарати за контактни лещи и домакински повърхностно активни вещества. Amisoft се използва като меко почистващо средство за кожа и коса, главно в почистващи продукти за лице и тяло, блок синтетични детергенти, продукти за грижа за тялото, шампоани и други продукти за грижа за кожата.
③цвитерионна или амфотерна AAS
Амфотерните повърхностноактивни вещества съдържат както киселинни, така и основни центрове и следователно могат да променят заряда си чрез промяна на стойността на pH. В алкална среда те се държат като анионни повърхностноактивни вещества, докато в кисела среда те се държат като катионни повърхностноактивни вещества и в неутрална среда като амфотерни повърхностноактивни вещества. Лаурил лизин (LL) и алкокси (2-хидроксипропил) аргинин са единствените известни амфотерни повърхностноактивни вещества на базата на аминокиселини. LL е кондензационен продукт на лизин и лауринова киселина. Поради своята амфотерна структура, LL е неразтворим в почти всички видове разтворители, с изключение на много алкални или киселинни разтворители. Като органичен прах, LL има отлична адхезия към хидрофилни повърхности и нисък коефициент на триене, което придава на това повърхностно активно вещество отлична смазваща способност. LL се използва широко в кремове за кожа и балсами за коса, а също така се използва като лубрикант.
④Нейонни AAS
Нейонните повърхностноактивни вещества се характеризират с полярни главни групи без формални заряди. осем нови етоксилирани нейонни повърхностноактивни вещества са получени от Al-Sabagh et al. от маслоразтворими α-аминокиселини. В този процес L-фенилаланин (LEP) и L-левцин първо се естерифицират с хексадеканол, последвано от амидиране с палмитинова киселина, за да се получат два амида и два естера на α-аминокиселини. След това амидите и естерите претърпяха реакции на кондензация с етиленов оксид, за да се получат три производни на фенилаланин с различен брой полиоксиетиленови единици (40, 60 и 100). Установено е, че тези нейонни AAS имат добри почистващи и пенообразуващи свойства.
05 Синтез
5.1 Основен синтетичен път
В AAS, хидрофобните групи могат да бъдат прикрепени към местата на амин или карбоксилна киселина или чрез страничните вериги на аминокиселините. Въз основа на това са налични четири основни синтетични маршрута, както е показано на фигура 5.
Фиг.5 Основни пътища на синтез на повърхностно активни вещества на базата на аминокиселини
| Пътека 1. Амфифилните естерни амини се произвеждат чрез реакции на естерификация, в който случай синтезът на повърхностноактивно вещество обикновено се постига чрез кипене под обратен хладник на мастни алкохоли и аминокиселини в присъствието на дехидратиращ агент и киселинен катализатор. В някои реакции сярната киселина действа едновременно като катализатор и дехидратиращ агент.
Пътека 2. Активираните аминокиселини реагират с алкиламини, за да образуват амидни връзки, което води до синтеза на амфифилни амидоамини.
Пътека 3. Амидокиселините се синтезират чрез взаимодействие на аминогрупите на аминокиселините с амидокиселини.
Пътека 4. Дълговерижните алкил аминокиселини са синтезирани чрез реакция на аминогрупи с халоалкани. |
5.2 Напредък в синтеза и производството
5.2.1 Синтез на едноверижни аминокиселини/пептидни повърхностно активни вещества
N-ацил или О-ацил аминокиселини или пептиди могат да бъдат синтезирани чрез ензимно катализирано ацилиране на аминни или хидроксилни групи с мастни киселини. Най-ранният доклад за катализиран от разтворители липаза синтез на аминокиселинен амид или производни на метилов естер използва Candida antarctica, с добиви, вариращи от 25% до 90% в зависимост от целевата аминокиселина. Метил етил кетон също се използва като разтворител в някои реакции. Vonderhagen и др. също описват реакции на N-ацилиране, катализирани от липаза и протеаза на аминокиселини, протеинови хидролизати и/или техни производни, като се използва смес от вода и органични разтворители (напр. диметилформамид/вода) и метил бутил кетон.
В ранните дни основният проблем с ензимно-катализирания синтез на AAS бяха ниските добиви. Според Valivety et al. добивът на N-тетрадеканоил аминокиселинни производни е само 2%-10% дори след използване на различни липази и инкубиране при 70°C в продължение на много дни. Монте и др. също се натъкват на проблеми, свързани с ниския добив на аминокиселини при синтеза на N-ацил лизин, използвайки мастни киселини и растителни масла. Според тях максималният добив на продукта е 19% при условия без разтворители и използване на органични разтворители. със същия проблем се натъкнаха Valivety et al. в синтеза на производни на N-Cbz-L-лизин или N-Cbz-лизин метилов естер.
В това проучване те твърдят, че добивът на 3-O-тетрадеканоил-L-серин е 80% при използване на N-защитен серин като субстрат и Novozyme 435 като катализатор в среда без разтопен разтворител. Nagao и Kito изследват О-ацилирането на L-серин, L-хомосерин, L-треонин и L-тирозин (LET) при използване на липаза Резултатите от реакцията (липазата е получена от Candida cylindracea и Rhizopus delemar във водна буферна среда) и съобщава, че добивите на ацилиране на L-хомосерин и L-серин са малко ниски, докато не се наблюдава ацилиране на L-треонин и LET.
Много изследователи подкрепят използването на евтини и лесно достъпни субстрати за синтеза на рентабилни AAS. Soo и др. твърди, че получаването на повърхностно активни вещества на основата на палмово масло работи най-добре с имобилизиран липоензим. Те отбелязват, че добивът на продуктите ще бъде по-добър въпреки отнемащата време реакция (6 дни). Герова и др. изследва синтеза и повърхностната активност на хирален N-палмитоил AAS на базата на метионин, пролин, левцин, треонин, фенилаланин и фенилглицин в циклична/рацемична смес. Pang и Chu описаха синтеза на мономери на базата на аминокиселини и мономери на основата на дикарбоксилна киселина в разтвор Серия от функционални и биоразградими полиамидни естери на основата на аминокиселини бяха синтезирани чрез реакции на ко-кондензация в разтвор.
Cantaeuzene и Guerreiro съобщават за естерификация на карбоксилни киселинни групи на Boc-Ala-OH и Boc-Asp-OH с дълговерижни алифатни алкохоли и диоли, с дихлорометан като разтворител и агароза 4B (Sepharose 4B) като катализатор. В това изследване реакцията на Boc-Ala-OH с мастни алкохоли до 16 въглеродни атома дава добри добиви (51%), докато за Boc-Asp-OH 6 и 12 въглеродни атома са по-добри, със съответен добив от 63% [64 ]. 99,9%) с добиви, вариращи от 58% до 76%, които са синтезирани чрез образуването на амидни връзки с различни дълговерижни алкиламини или естерни връзки с мастни алкохоли от Cbz-Arg-OMe, където папаинът действа като катализатор.
5.2.2 Синтез на аминокиселинни/пептидни повърхностно активни вещества на основата на Gemini
Базираните на аминокиселини повърхностноактивни вещества Gemini се състоят от две правоверижни AAS молекули, свързани една към друга чрез разделителна група. Съществуват 2 възможни схеми за хемоензимен синтез на повърхностноактивни вещества на основата на аминокиселини тип Gemini (Фигури 6 и 7). На фигура 6 2 аминокиселинни производни реагират със съединението като спейсерна група и след това се въвеждат 2 хидрофобни групи. На фигура 7, 2-те правоверижни структури са директно свързани заедно чрез бифункционална дистанционна група.
Най-ранното развитие на ензимно-катализиран синтез на липоаминокиселини Gemini е пионер от Valivety et al. Йошимура и др. изследва синтеза, адсорбцията и агрегацията на аминокиселинно повърхностно активно вещество Gemini на базата на цистин и n-алкил бромид. Синтезираните повърхностноактивни вещества бяха сравнени със съответните мономерни повърхностноактивни вещества. Фаустино и др. описва синтеза на мономерни AAS на базата на анионна урея на базата на L-цистин, D-цистин, DL-цистин, L-цистеин, L-метионин и L-сулфоаланин и техните двойки гемини посредством проводимост, равновесно повърхностно напрежение и стабилно - характеризиране на състоянието на флуоресценцията им. Беше показано, че стойността на cmc на Gemini е по-ниска чрез сравняване на мономер и Gemini.
Фиг.6 Синтез на gemini AAS с използване на AA производни и спейсер, последвано от вмъкване на хидрофобната група
Фиг.7 Синтез на AAS на Gemini с помощта на бифункционален спейсер и AAS
5.2.3 Синтез на глицеролипидни аминокиселинни/пептидни повърхностно активни вещества
Глицеролипидните аминокиселинни/пептидни повърхностноактивни вещества са нов клас липидни аминокиселини, които са структурни аналози на глицеролови моно- (или ди-) естери и фосфолипиди, поради тяхната структура от една или две мастни вериги с една аминокиселина, свързана с глицероловия скелет чрез естерна връзка. Синтезът на тези повърхностноактивни вещества започва с получаването на глицеролови естери на аминокиселини при повишени температури и в присъствието на киселинен катализатор (например BF 3). Ензимно-катализираният синтез (с използване на хидролази, протеази и липази като катализатори) също е добър вариант (Фигура 8).
Съобщава се за ензимно-катализиран синтез на конюгати на дилаурилирани аргинин глицериди с помощта на папаин. Съобщава се също за синтез на конюгати на диацилглицерол естер от ацетиларгинин и оценка на техните физикохимични свойства.
Фиг.8 Синтез на моно и диацилглицерол аминокиселинни конюгати
разделител: NH-(CH2)10-NH: съединение В1
дистанционер: NH-C6H4-NH: съединение В2
дистанционер: CH2-CH2: съединение В3
Фиг.9 Синтез на симетрични амфифили, получени от трис(хидроксиметил)аминометан
5.2.4 Синтез на аминокиселинни/пептидни повърхностно активни вещества на базата на бола
Базираните на аминокиселини амфифили тип бола съдържат 2 аминокиселини, които са свързани към една и съща хидрофобна верига. Franceschi и др. описва синтеза на амфифили от тип бола с 2 аминокиселини (D- или L-аланин или L-хистидин) и 1 алкилова верига с различна дължина и изследва тяхната повърхностна активност. Те обсъждат синтеза и агрегацията на нови амфифили от тип бола с аминокиселинна фракция (използвайки или необичайна β-аминокиселина, или алкохол) и C12-C20 спейсерна група. Използваните необичайни β-аминокиселини могат да бъдат захарна аминокиселина, аминокиселина, получена от азидотимин (AZT), аминокиселина от норборнен и амино алкохол, получен от AZT (Фигура 9). синтеза на симетрични амфифили тип бола, получени от трис(хидроксиметил)аминометан (Трис) (Фигура 9).
06 Физикохимични свойства
Добре известно е, че повърхностноактивните вещества на базата на аминокиселини (AAS) са разнообразни и многостранни по природа и имат добра приложимост в много приложения, като добра разтворимост, добри свойства на емулгиране, висока ефективност, висока повърхностна активност и добра устойчивост на твърда вода (калциев йон толерантност).
Въз основа на повърхностноактивните свойства на аминокиселините (напр. повърхностно напрежение, cmc, фазово поведение и температура на Krafft), след обширни проучвания бяха постигнати следните заключения - повърхностната активност на AAS превъзхожда тази на конвенционалния повърхностно активен аналог.
6.1 Критична концентрация на мицел (cmc)
Критичната концентрация на мицели е един от важните параметри на повърхностноактивните вещества и управлява много повърхностно активни свойства като солюбилизация, клетъчен лизис и взаимодействието им с биофилми и др. Като цяло увеличаването на дължината на веригата на въглеводородната опашка (увеличаване на хидрофобността) води до намаляване в стойността на cmc на разтвора на повърхностно активното вещество, като по този начин се повишава неговата повърхностна активност. Повърхностноактивните вещества на базата на аминокиселини обикновено имат по-ниски стойности на cmc в сравнение с конвенционалните повърхностноактивни вещества.
Чрез различни комбинации от заглавни групи и хидрофобни опашки (моно-катионен амид, би-катионен амид, естер на базата на би-катионен амид), Infante et al. синтезира три базирани на аргинин AAS и изследва техните cmc и γcmc (повърхностно напрежение при cmc), показвайки, че стойностите на cmc и γcmc намаляват с увеличаване на дължината на хидрофобната опашка. В друго проучване Singare и Mhatre установиха, че cmc на N-α-ациларгининови повърхностно активни вещества намалява с увеличаване на броя на въглеродните атоми на хидрофобната опашка (Таблица 1).
Йошимура и др. изследва cmc на базирани на цистеин аминокиселини повърхностноактивни вещества Gemini и показа, че cmc намалява, когато дължината на въглеродната верига в хидрофобната верига се увеличи от 10 на 12. По-нататъшното увеличаване на дължината на въглеродната верига до 14 води до увеличаване на cmc, което потвърди, че дълговерижните гемини сърфактанти имат по-ниска склонност към агрегиране.
Фаустино и др. съобщават за образуването на смесени мицели във водни разтвори на анионни гемини повърхностноактивни вещества на базата на цистин. Gemini повърхностно активните вещества също бяха сравнени със съответните конвенционални мономерни повърхностно активни вещества (C8 Cys). Съобщава се, че стойностите на cmc на липидно-повърхностноактивни смеси са по-ниски от тези на чистите повърхностноактивни вещества. gemini повърхностноактивни вещества и 1,2-дихептаноил-sn-глицерил-3-фосфохолин, водоразтворим, мицелообразуващ фосфолипид, има cmc в милимоларно ниво.
Shrestha и Aramaki изследват образуването на вискоеластични червееподобни мицели във водни разтвори на смесени анионно-нейонни повърхностно активни вещества на базата на аминокиселини в отсъствието на примесени соли. В това изследване беше установено, че N-додецил глутаматът има по-висока температура на Крафт; обаче, когато се неутрализира с основната аминокиселина L-лизин, той генерира мицели и разтворът започва да се държи като Нютонова течност при 25 °C.
6.2 Добра разтворимост във вода
Добрата водоразтворимост на AAS се дължи на наличието на допълнителни CO-NH връзки. Това прави AAS по-биоразградим и екологичен от съответните конвенционални повърхностно активни вещества. Водоразтворимостта на N-ацил-L-глутаминова киселина е още по-добра поради нейните 2 карбоксилни групи. Водоразтворимостта на Cn(CA) 2 също е добра, защото има 2 йонни аргининови групи в 1 молекула, което води до по-ефективна адсорбция и дифузия на клетъчния интерфейс и дори ефективно бактериално инхибиране при по-ниски концентрации.
6.3 Температура на Крафт и точка на Крафт
Температурата на Крафт може да се разбира като специфично поведение на разтворимост на повърхностноактивни вещества, чиято разтворимост рязко нараства над определена температура. Йонните повърхностноактивни вещества имат склонност да генерират твърди хидрати, които могат да се утаят от водата. При определена температура (така наречената температура на Крафт) обикновено се наблюдава драматично и прекъснато повишаване на разтворимостта на повърхностноактивните вещества. Точката на Крафт на йонно повърхностно активно вещество е неговата температура на Крафт при cmc.
Тази характеристика на разтворимост обикновено се наблюдава за йонни повърхностно активни вещества и може да се обясни по следния начин: разтворимостта на свободния от повърхностно активно вещество мономер е ограничена под температурата на Крафт, докато се достигне точката на Крафт, където неговата разтворимост постепенно нараства поради образуването на мицели. За да се осигури пълна разтворимост, е необходимо да се приготвят състави на повърхностноактивни вещества при температури над точката на Крафт.
Температурата на Крафт на AAS е изследвана и сравнена с тази на конвенционалните синтетични повърхностноактивни вещества. Шреста и Арамаки изследват температурата на Крафт на базирани на аргинин AAS и откриват, че критичната концентрация на мицели показва агрегационно поведение под формата на предмицели над 2-5 ×10-6 mol-L -1, последвано от нормално образуване на мицели (Ohta et al. синтезират шест различни типа N-хексадеканоил AAS и обсъждат връзката между тяхната температура на Крафт и аминокиселинните остатъци.
При експериментите беше установено, че температурата на Крафт на N-хексадеканоил AAS се повишава с намаляване на размера на аминокиселинните остатъци (изключение е фенилаланинът), докато топлината на разтворимост (поглъщане на топлина) се увеличава с намаляване на размера на аминокиселинните остатъци (с с изключение на глицин и фенилаланин). Направено е заключението, че както в аланиновите, така и във фенилаланиновите системи DL взаимодействието е по-силно от LL взаимодействието в твърдата форма на N-хексадеканоил AAS сол.
Брито и др. определя температурата на Krafft на три серии от нови повърхностно активни вещества на базата на аминокиселини, използвайки диференциална сканираща микрокалориметрия и установява, че промяната на трифлуороацетатния йон в йодиден йон води до значително повишаване на температурата на Krafft (около 6 °C), от 47 °C на 53 °C В. Наличието на цис-двойни връзки и ненаситеността, налична в дълговерижните Ser-производни, доведоха до значително понижаване на температурата на Крафт. Съобщава се, че n-додецил глутаматът има по-висока температура на Крафт. Неутрализацията с основната аминокиселина L-лизин обаче води до образуването на мицели в разтвор, които се държат като нютонови течности при 25 °C.
6.4 Повърхностно напрежение
Повърхностното напрежение на повърхностноактивните вещества е свързано с дължината на веригата на хидрофобната част. Джан и др. определя повърхностното напрежение на натриев кокоил глицинат по метода на Wilhelmy plate (25±0.2)°C и определя стойността на повърхностното напрежение при cmc като 33 mN-m -1, cmc като 0.21 mmol-L -1. Йошимура и др. определя повърхностното напрежение на 2C n Cys тип аминокиселина базирано повърхностно напрежение на 2C n Cys базирани повърхностно активни агенти. Установено е, че повърхностното напрежение при cmc намалява с увеличаване на дължината на веригата (до n = 8), докато тенденцията е обърната за повърхностноактивни вещества с n = 12 или по-дълги дължини на веригата.
Ефектът на CaC1 2 върху повърхностното напрежение на повърхностноактивни вещества на основата на дикарбоксилирани аминокиселини също е изследван. В тези изследвания CaCl 2 се добавя към водни разтвори на три дикарбоксилирани аминокиселинни повърхностно активни вещества (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 и C12 GluNa 2). Стойностите на платото след cmc бяха сравнени и беше установено, че повърхностното напрежение намалява при много ниски концентрации на CaCl 2. Това се дължи на ефекта на калциевите йони върху подреждането на повърхностно активното вещество на границата газ-вода. повърхностните напрежения на солите на N-додециламиномалонат и N-додециласпартат, от друга страна, също бяха почти постоянни до концентрация от 10 mmol-L -1 CaCl 2. Над 10 mmol-L -1, повърхностното напрежение се увеличава рязко, поради образуването на утайка от калциевата сол на повърхностно активното вещество. За динатриевата сол на N-додецил глутамат, умереното добавяне на CaCl 2 води до значително намаляване на повърхностното напрежение, докато продължаващото повишаване на концентрацията на CaCl 2 вече не причинява значителни промени.
За да се определи кинетиката на адсорбция на AAS тип Gemini на интерфейса газ-вода, динамичното повърхностно напрежение се определя с помощта на метода за максимално налягане на мехурчетата. Резултатите показват, че за най-дългото време на изпитване динамичното повърхностно напрежение на 2C 12 Cys не се променя. Намаляването на динамичното повърхностно напрежение зависи само от концентрацията, дължината на хидрофобните опашки и броя на хидрофобните опашки. Увеличаването на концентрацията на повърхностно активното вещество, намаляването на дължината на веригата, както и броя на веригите, водят до по-бързо разпадане. Установено е, че резултатите, получени за по-високи концентрации на C n Cys (n = 8 до 12), са много близки до γ cmc, измерена по метода на Wilhelmy.
В друго изследване, динамичните повърхностни напрежения на натриев дилаурил цистин (SDLC) и натриев дидекамино цистин са определени чрез метода на плочата на Wilhelmy и в допълнение, равновесните повърхностни напрежения на техните водни разтвори са определени чрез метода на капковия обем. Реакцията на дисулфидните връзки беше допълнително изследвана и с други методи. Добавянето на меркаптоетанол към 0,1 mmol-L -1SDLC разтвор доведе до бързо повишаване на повърхностното напрежение от 34 mN-m -1 до 53 mN-m -1. Тъй като NaClO може да окисли дисулфидните връзки на SDLC до групи на сулфонова киселина, не се наблюдават агрегати, когато NaClO (5 mmol-L -1) се добави към 0,1 mmol-L -1 SDLC разтвор. Резултатите от трансмисионната електронна микроскопия и динамичното разсейване на светлината показват, че в разтвора не се образуват агрегати. Установено е, че повърхностното напрежение на SDLC нараства от 34 mN-m -1 до 60 mN-m -1 за период от 20 минути.
6.5 Двойни повърхностни взаимодействия
В науките за живота редица групи са изследвали вибрационните свойства на смеси от катионни AAS (повърхностно активни вещества на базата на диацилглицерол аргинин) и фосфолипиди на границата газ-вода, като накрая стигнаха до заключението, че това неидеално свойство причинява преобладаването на електростатичните взаимодействия.
6.6 Свойства на агрегиране
Динамичното разсейване на светлината обикновено се използва за определяне на свойствата на агрегиране на базирани на аминокиселини мономери и гемини повърхностноактивни вещества при концентрации над cmc, което дава привиден хидродинамичен диаметър DH (= 2R H ). Агрегатите, образувани от C n Cys и 2Cn Cys, са относително големи и имат широко разпределение в сравнение с други повърхностноактивни вещества. Всички повърхностно активни вещества с изключение на 2C 12 Cys обикновено образуват агрегати от около 10 nm. размерите на мицелите на повърхностноактивните вещества Gemini са значително по-големи от тези на техните мономерни аналогове. Увеличаването на дължината на въглеводородната верига също води до увеличаване на размера на мицелите. ohta и др. описват свойствата на агрегиране на три различни стереоизомера на N-додецил-фенил-аланил-фенил-аланин тетраметиламониев разтвор във воден разтвор и показват, че диастереоизомерите имат една и съща критична концентрация на агрегиране във воден разтвор. Iwahashi и др. изследвани чрез кръгов дихроизъм, NMR и осмометрия под налягане на парите Образуването на хирални агрегати на N-додеканоил-L-глутаминова киселина, N-додеканоил-L-валин и техните метилови естери в различни разтворители (като тетрахидрофуран, ацетонитрил, 1,4 -диоксан и 1,2-дихлороетан) с ротационни свойства е изследван чрез кръгов дихроизъм, NMR и осмометрия под налягане на парите.
6.7 Междуфазова адсорбция
Междуфазната адсорбция на повърхностно активни вещества на базата на аминокиселини и нейното сравнение с конвенционалните е също едно от направленията на изследване. Например, изследвани са свойствата на междуфазна адсорбция на додецилови естери на ароматни аминокиселини, получени от LET и LEP. Резултатите показват, че LET и LEP показват по-ниски междинни участъци съответно на границата газ-течност и на границата вода/хексан.
Bordes и др. изследва поведението на разтвора и адсорбцията на интерфейса газ-вода на три дикарбоксилирани аминокиселинни повърхностноактивни вещества, динатриевите соли на додецил глутамат, додецил аспартат и аминомалонат (съответно с 3, 2 и 1 въглеродни атоми между двете карбоксилни групи). Според този доклад cmc на дикарбоксилираните повърхностноактивни вещества е 4-5 пъти по-висока от тази на монокарбоксилираната додецилглицинова сол. Това се дължи на образуването на водородни връзки между дикарбоксилираните повърхностно активни вещества и съседните молекули чрез амидните групи в тях.
6.8 Фазово поведение
Изотропни прекъснати кубични фази се наблюдават за повърхностноактивни вещества при много високи концентрации. Молекулите на повърхностно активното вещество с много големи групи на главата са склонни да образуват агрегати с по-малка положителна кривина. Маркес и др. изследва фазовото поведение на системите 12Lys12/12Ser и 8Lys8/16Ser (вижте Фигура 10) и резултатите показват, че системата 12Lys12/12Ser има зона за разделяне на фазите между регионите на мицеларния и везикуларния разтвор, докато системата 8Lys8/16Ser Системата 8Lys8/16Ser показва непрекъснат преход (удължена мицеларна фазова област между малката мицеларна фазова област и фазовата област на везикулите). Трябва да се отбележи, че за областта на везикулите на системата 12Lys12/12Ser, везикулите винаги съществуват съвместно с мицели, докато областта на везикулите на системата 8Lys8/16Ser има само везикули.
Катанионни смеси от повърхностно активни вещества на базата на лизин и серин: симетрична двойка 12Lys12/12Ser (вляво) и асиметрична двойка 8Lys8/16Ser (вдясно)
6.9 Емулгираща способност
Kouchi и др. изследва емулгиращата способност, междинното напрежение, диспергируемостта и вискозитета на N-[3-додецил-2-хидроксипропил]-L-аргинин, L-глутамат и други AAS. В сравнение със синтетичните повърхностноактивни вещества (техните конвенционални нейонни и амфотерни двойници), резултатите показват, че AAS има по-силна емулгираща способност от конвенционалните повърхностноактивни вещества.
Бачко и др. синтезира нови анионни аминокиселинни повърхностно активни вещества и изследва тяхната пригодност като хирално ориентирани разтворители за NMR спектроскопия. Серия от базирани на сулфонати амфифилни L-Phe или L-Ala производни с различни хидрофобни опашки (пентил~тетрадецил) бяха синтезирани чрез взаимодействие на аминокиселини с о-сулфобензоен анхидрид. Wu и др. синтезирани натриеви соли на N-мастен ацил AAS иизследва тяхната способност за емулгиране в емулсии масло във вода и резултатите показват, че тези повърхностно активни вещества се представят по-добре с етил ацетат като маслена фаза, отколкото с n-хексан като маслена фаза.
6.10 Напредък в синтеза и производството
Устойчивостта на твърда вода може да се разбира като способността на повърхностно активните вещества да устоят на присъствието на йони като калций и магнезий в твърда вода, т.е. способността да се избягва утаяването в калциевите сапуни. Повърхностноактивните вещества с висока устойчивост на твърда вода са много полезни за състави на детергенти и продукти за лична хигиена. Устойчивостта на твърда вода може да бъде оценена чрез изчисляване на промяната в разтворимостта и повърхностната активност на повърхностно активното вещество в присъствието на калциеви йони.
Друг начин за оценка на устойчивостта на твърда вода е да се изчисли процентът или грамовете повърхностноактивно вещество, необходимо за калциевия сапун, образуван от 100 g натриев олеат, който да се диспергира във вода. В райони с много твърда вода, високите концентрации на калциеви и магнезиеви йони и минерално съдържание могат да затруднят някои практически приложения. Често натриевият йон се използва като противойон на синтетично анионно повърхностно активно вещество. Тъй като двувалентният калциев йон е свързан с двете молекули на повърхностно активното вещество, той кара повърхностно активното вещество да се утаи по-лесно от разтвора, което прави по-малко вероятна детергентната способност.
Проучването на устойчивостта на твърда вода на AAS показа, че устойчивостта на киселина и твърда вода е силно повлияна от допълнителна карбоксилна група и устойчивостта на киселина и твърда вода се увеличава допълнително с увеличаването на дължината на разделителната група между двете карбоксилни групи . Редът на устойчивост на киселина и твърда вода беше C 12 глицинат < C 12 аспартат < C 12 глутамат. Сравнявайки съответно дикарбоксилираната амидна връзка и дикарбоксилираното амино повърхностноактивно вещество, беше установено, че диапазонът на рН на последното е по-широк и неговата повърхностна активност се увеличава с добавянето на подходящо количество киселина. Дикарбоксилираните N-алкил аминокиселини показват хелатиращ ефект в присъствието на калциеви йони и С12 аспартат образува бял гел. c 12 глутаматът показа висока повърхностна активност при висока концентрация на Ca 2+ и се очаква да се използва при обезсоляване на морска вода.
6.11 Диспергируемост
Диспергируемостта се отнася до способността на повърхностно активното вещество да предотвратява коалесценцията и утаяването на повърхностноактивното вещество в разтвора.Диспергируемостта е важно свойство на повърхностноактивните вещества, което ги прави подходящи за използване в детергенти, козметика и фармацевтични продукти.Диспергиращият агент трябва да съдържа естерна, етерна, амидна или амино връзка между хидрофобната група и крайната хидрофилна група (или между хидрофобните групи с права верига).
Като цяло, анионни повърхностно активни вещества като алканоламидо сулфати и амфотерни повърхностно активни вещества като амидосулфобетаин са особено ефективни като диспергиращи средства за калциеви сапуни.
Много изследователски усилия са определили диспергируемостта на AAS, където е установено, че N-лауроил лизинът е слабо съвместим с вода и труден за използване в козметични формулировки.В тази серия N-ацил-заместените основни аминокиселини имат превъзходна диспергируемост и се използват в козметичната индустрия за подобряване на съставите.
07 Токсичност
Конвенционалните повърхностноактивни вещества, особено катионните повърхностноактивни вещества, са силно токсични за водните организми. Тяхната остра токсичност се дължи на феномена на адсорбционно-йонно взаимодействие на повърхностноактивни вещества на границата клетка-вода. Намаляването на cmc на повърхностноактивните вещества обикновено води до по-силна повърхностна адсорбция на повърхностноактивни вещества, което обикновено води до тяхната повишена остра токсичност. Увеличаването на дължината на хидрофобната верига на повърхностноактивните вещества също води до повишаване на острата токсичност на повърхностноактивните вещества.Повечето AAS са с ниско съдържание или не са токсични за хората и околната среда (особено за морските организми) и са подходящи за употреба като хранителни съставки, фармацевтични продукти и козметика.Много изследователи са показали, че аминокиселинните повърхностно активни вещества са нежни и не дразнят кожата. Известно е, че повърхностноактивните вещества на базата на аргинин са по-малко токсични от техните конвенционални аналози.
Брито и др. изследва физикохимичните и токсикологичните свойства на базираните на аминокиселини амфифили и техните [производни на тирозин (Tyr), хидроксипролин (Hyp), серин (Ser) и лизин (Lys)] спонтанно образуване на катионни везикули и дава данни за тяхната остра токсичност за Daphnia magna (IC 50). Те синтезираха катионни везикули от додецилтриметиламониев бромид (DTAB)/Lys-производни и/или Ser-/Lys-производни смеси и тестваха тяхната екотоксичност и хемолитичен потенциал, показвайки, че всички AAS и техните смеси, съдържащи везикули, са по-малко токсични от конвенционалното повърхностно активно вещество DTAB .
Роза и др. изследва свързването (асоциирането) на ДНК със стабилни катионни везикули на базата на аминокиселини. За разлика от конвенционалните катионни повърхностноактивни вещества, които често изглеждат токсични, взаимодействието на катионните аминокиселинни повърхностноактивни вещества изглежда нетоксично. Катионната AAS се основава на аргинин, който спонтанно образува стабилни везикули в комбинация с определени анионни повърхностно активни вещества. Съобщава се също, че инхибиторите на корозия на базата на аминокиселини са нетоксични. Тези повърхностно активни вещества се синтезират лесно с висока чистота (до 99%), ниска цена, лесно биоразградими и напълно разтворими във водна среда. Няколко проучвания показват, че съдържащите сяра аминокиселинни повърхностно активни вещества са по-добри в инхибирането на корозията.
В скорошно проучване Perinelli et al. съобщават за задоволителен токсикологичен профил на рамнолипидите в сравнение с конвенционалните повърхностноактивни вещества. Известно е, че рамнолипидите действат като подобрители на пропускливостта. Те също така съобщават за ефекта на рамнолипидите върху епителната пропускливост на макромолекулните лекарства.
08 Антимикробна активност
Антимикробната активност на повърхностноактивните вещества може да се оцени чрез минималната инхибираща концентрация. Антимикробната активност на повърхностно активните вещества на основата на аргинин е проучена подробно. Установено е, че грам-отрицателните бактерии са по-устойчиви на повърхностноактивни вещества на основата на аргинин, отколкото грам-положителните бактерии. Антимикробната активност на повърхностноактивните вещества обикновено се повишава от наличието на хидроксилни, циклопропанови или ненаситени връзки в ацилните вериги. Кастило и др. показаха, че дължината на ацилните вериги и положителният заряд определят стойността на HLB (хидрофилно-липофилен баланс) на молекулата и те имат ефект върху способността им да разрушават мембраните. Nα-ациларгинин метиловият естер е друг важен клас катионни повърхностноактивни вещества с широкоспектърна антимикробна активност и е лесно биоразградим и има ниска или никаква токсичност. Изследвания върху взаимодействието на базирани на Nα-ациларгинин метил естер повърхностно активни вещества с 1,2-дипалмитоил-sn-пропилтриоксил-3-фосфорилхолин и 1,2-дитетрадеканоил-sn-пропилтриоксил-3-фосфорилхолин, моделни мембрани и с живи организми в наличието или отсъствието на външни бариери показа, че този клас повърхностно активни вещества има добра антимикробна активност. Резултатите показаха, че повърхностноактивните вещества имат добра антибактериална активност.
09 Реологични свойства
Реологичните свойства на повърхностноактивните вещества играят много важна роля при определянето и прогнозирането на техните приложения в различни индустрии, включително храна, фармацевтични продукти, извличане на нефт, лична хигиена и продукти за домашна грижа. Проведени са много изследвания за обсъждане на връзката между вискоеластичността на аминокиселинните повърхностно активни вещества и cmc.
10 приложения в козметичната индустрия
AAS се използват във формулата на много продукти за лична хигиена.Установено е, че калиевият N-кокоил глицинат е нежен към кожата и се използва при почистване на лицето за премахване на утайки и грим. n-Ацил-L-глутаминова киселина има две карбоксилни групи, което я прави по-разтворима във вода. Сред тези AAS, AAS, базирани на C 12 мастни киселини, се използват широко в почистването на лицето за премахване на утайки и грим. AAS с C 18 верига се използват като емулгатори в продукти за грижа за кожата, а солите на N-лаурил аланин са известни с това, че създават кремообразна пяна, която не дразни кожата и следователно може да се използва във формулата на продукти за грижа за бебето. Базираните на N-лаурил AAS, използвани в пастата за зъби, имат добра почистваща способност, подобна на сапуна, и силна ензимна инхибираща ефикасност.
През последните няколко десетилетия изборът на повърхностно активни вещества за козметика, продукти за лична хигиена и фармацевтични продукти се фокусира върху ниска токсичност, мекота, нежност на допир и безопасност. Потребителите на тези продукти са наясно с потенциалното дразнене, токсичност и фактори на околната среда.
Днес AAS се използват за формулиране на много шампоани, бои за коса и сапуни за баня поради многото им предимства пред традиционните им аналози в козметиката и продуктите за лична хигиена.Повърхностно активните вещества на базата на протеин имат желани свойства, необходими за продуктите за лична хигиена. Някои AAS имат способности за образуване на филм, докато други имат добри способности за разпенване.
Аминокиселините са важни естествено срещащи се овлажняващи фактори в роговия слой. Когато епидермалните клетки умират, те стават част от роговия слой и вътреклетъчните протеини постепенно се разграждат до аминокиселини. След това тези аминокиселини се транспортират по-нататък в роговия слой, където абсорбират мазнини или подобни на мазнини вещества в епидермалния рогов слой, като по този начин подобряват еластичността на повърхността на кожата. Приблизително 50% от естествения овлажняващ фактор в кожата се състои от аминокиселини и пиролидон.
Колагенът, обичайна козметична съставка, също съдържа аминокиселини, които поддържат кожата мека.Проблеми с кожата като грапавост и тъпота се дължат до голяма степен на липсата на аминокиселини. Едно проучване показа, че смесването на аминокиселина с мехлем облекчава кожни изгаряния и засегнатите области се връщат в нормалното си състояние, без да се превръщат в келоидни белези.
Установено е също, че аминокиселините са много полезни при грижата за повредени кожички.Сухата, безформена коса може да показва намаляване на концентрацията на аминокиселини в силно увреден рогов слой. Аминокиселините имат способността да проникват през кутикулата в косъма и да абсорбират влагата от кожата.Тази способност на повърхностноактивните вещества на базата на аминокиселини ги прави много полезни в шампоани, бои за коса, омекотители за коса, балсами за коса, а наличието на аминокиселини прави косата силна.
11 приложения в ежедневната козметика
Понастоящем в световен мащаб има нарастващо търсене на детергенти на базата на аминокиселини.Известно е, че AAS имат по-добра почистваща способност, способност за разпенване и свойства за омекотяване на тъканите, което ги прави подходящи за домакински детергенти, шампоани, миещи средства за тяло и други приложения.Съобщава се, че амфотерна AAS, получена от аспарагинова киселина, е високоефективен детергент с хелатиращи свойства. Установено е, че използването на детергентни съставки, състоящи се от N-алкил-β-аминоетокси киселини, намалява дразненето на кожата. Съставът на течен детергент, състоящ се от N-кокоил-β-аминопропионат, се счита за ефективен детергент за маслени петна върху метални повърхности. Повърхностно активното вещество на аминокарбоксилна киселина, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, също е доказано, че има по-добра почистваща способност и се използва за почистване на текстил, килими, коса, стъкло и др. 2-хидрокси-3-аминопропионовата киселина-N,N- Известно е, че производното на ацетооцетната киселина има добра комплексообразуваща способност и по този начин дава стабилност на избелващите агенти.
Приготвянето на състави на детергенти на базата на N-(N'-дълговерижен ацил-β-аланил)-β-аланин е докладвано от Keigo и Tatsuya в техния патент за по-добра способност за пране и стабилност, лесно разбиване на пяната и добро омекотяване на тъканите . Kao разработи детергентна формула на базата на N-Acyl-1 -N-хидрокси-β-аланин и съобщи за слабо дразнене на кожата, висока водоустойчивост и висока способност за отстраняване на петна.
Японската компания Ajinomoto използва нискотоксични и лесно разградими AAS на базата на L-глутаминова киселина, L-аргинин и L-лизин като основни съставки в шампоани, перилни препарати и козметика (Фигура 13). Съобщава се също за способността на ензимните добавки в съставите на детергентите да отстраняват протеиновите замърсявания. Съобщава се, че N-ацил AAS, получен от глутаминова киселина, аланин, метилглицин, серин и аспарагинова киселина, се използва като отлични течни детергенти във водни разтвори. Тези повърхностноактивни вещества изобщо не повишават вискозитета дори при много ниски температури и могат лесно да бъдат прехвърлени от съда за съхранение на устройството за разпенване, за да се получат хомогенни пени.
Време на публикуване: 09 юни 2022 г