Эта статья посвящена антимикробному механизму поверхностно -активных веществ Близнецов, которые, как ожидается, будут эффективными для убийства бактерий и могут оказать некоторую помощь в замедлении распространения новых коронавирусов.
Поверхностно -активное вещество, которое представляет собой сокращение поверхности фраз, активное и агент. Поверхностно -активные вещества - это вещества, которые активны на поверхностях и интерфейсах и обладают очень высокой способностью и эффективностью в снижении поверхностного (граничного) натяжения, образуя молекулярно упорядоченные сборки в растворах выше определенной концентрации и, следовательно, имеют диапазон функций применения. Поверхностно -активные вещества обладают хорошей рассеиваемостью, смачиваемостью, эмульгификационными способностями и антистатическими свойствами и стали ключевыми материалами для разработки многих областей, включая область тонких химических веществ, и вносят значительный вклад в улучшение процессов, снижение потребления энергии и повышение эффективности производства. С развитием общества и непрерывным прогрессом мирового промышленного уровня применение поверхностно-активных веществ постепенно распространялось от ежедневных химических веществ до различных областей национальной экономики, таких как антибактериальные агенты, пищевые добавки, новые энергетические поля, лечение загрязняющих веществ и биофармацевтические препараты.
Обычные поверхностно -активные вещества представляют собой «амфифильные» соединения, состоящие из полярных гидрофильных групп и неполярных гидрофобных групп, а их молекулярные структуры показаны на рисунке 1 (а).
В настоящее время, с развитием уточнения и систематизации в производственной промышленности, спрос на свойства поверхностно -активного вещества в производственном процессе постепенно увеличивается, поэтому важно найти и разрабатывать поверхностно -активные вещества с более высокими свойствами поверхности и со специальными структурами. Обнаружение поверхностно -активных веществ Близнецов соединяет эти пробелы и соответствует требованиям промышленного производства. Общим поверхностно -активным веществом Близнецов является соединение с двумя гидрофильными группами (как правило, ионными или неионовыми с гидрофильными свойствами) и двумя гидрофобными алкильными цепями.
Как показано на рисунке 1 (b), в отличие от обычных одноцепочечных поверхностно-активных веществ, поверхностно-активные вещества Близнецов связывают две гидрофильные группы вместе через группу связывания (Spacer). Короче говоря, структура поверхностно -активного вещества Близнецов может быть понята как сформирована умно связывающим две гидрофильные группы головных головных головных средств обычного поверхностно -активного вещества вместе с группой сцепления.
Специальная структура поверхностно -активного вещества Близнецов приводит к его высокой поверхностной активности, что в основном связано с refice
(1) Усиленный гидрофобный эффект двух гидрофобных хвостовых цепей молекулы поверхностно -активного вещества Близнецов и повышенная тенденция поверхностно -активного вещества покидать водный раствор.
(2) тенденция гидрофильных головных групп отделяется друг от друга, особенно ионные головные группы из -за электростатического отталкивания, существенно ослаблена влиянием прокладки;
(3) Специальная структура поверхностно -активных веществ Близнецов влияет на их поведение агрегации в водном растворе, что дает им более сложную и переменную морфологию агрегации.
Серванктендантные вещества Близнецов обладают более высокой поверхностной (граничной) активностью, более низкой критической концентрацией мицеллы, лучшей смачиваемостью, способности эмульгирования и антибактериальной способностью по сравнению с обычными поверхностно -активными веществами. Следовательно, разработка и использование поверхностно -активных веществ Близнецов имеют большое значение для разработки и применения поверхностно -активных веществ.
«Амфифильная структура» обычных поверхностно -активных веществ придает им уникальные свойства поверхности. Как показано на рисунке 1 (c), когда в воду добавляется обычный поверхностно -активное вещество, гидрофильная группа головок имеет тенденцию растворяться внутри водного раствора, а гидрофобная группа ингибирует растворение молекулы поверхностно -активного вещества в воде. Под совокупным эффектом этих двух тенденций молекулы поверхностно-активного вещества обогащаются на границе с газо-жидкостью и подвергаются упорядоченному расположению, тем самым уменьшая поверхностное натяжение воды. В отличие от обычных поверхностно -активных веществ, поверхностно -активные вещества Близнецов являются «димерами», которые связывают обычные поверхностно -активные вещества вместе с помощью спейсерных групп, что может более эффективно снизить поверхностное натяжение воды и нефти/воды. Кроме того, поверхностно -активные вещества Близнецов имеют более низкие критические концентрации мицеллы, лучшую растворимость воды, эмульгирование, пенообразование, смачивание и антибактериальные свойства.
| Введение поверхностно -активных веществ Близнецов В 1991 году Менгер и Литтау [13] подготовили первое поверхностно-активное вещество бис-алкильной цепи с жесткой группой связи и назвали его «Сервандактивным веществом Близнецов». В том же году Zana et al. [14] впервые подготовили серию поверхностно -активных веществ в четвертирной аммонии солью соли и систематически исследовали свойства этой серии сурфактантов Quaternary Ammonium Sale Gemini. 1996, исследователи обобщали и обсуждали поведение поверхности (границ), свойства агрегации, реологию решения и фазовое поведение различных поверхностно -активных веществ Близнецов при сочетании с обычными поверхностно -активными веществами. В 2002 году Zana [15] исследовала влияние различных групп связей на поведение агрегации поверхностно -активных вещества Близнецов в водном решении, что значительно продвигало развитие поверхностно -активных веществ и имело большое значение. Позже Цю и др. [16] изобрели новый метод синтеза поверхностно-активных веществ Близнецов, содержащих специальные структуры, основанные на цетил-бромиде и 4-амино-3,5-дигидроксиметил-1,2,4-триазоле, что дополнительно обогащало путь синтеза сурфакта Близнецов. |
Исследования по поверхностно -активным веществам Близнецов в Китае начались поздно; В 1999 году Цзянси Чжао из Университета Фучжоу провела систематический обзор иностранных исследований по поверхностно -активным веществам Близнецов и привлек внимание многих исследовательских институтов в Китае. После этого исследование по поверхностно -активным веществам Близнецов в Китае начало процветать и достигло плодотворных результатов. В последние годы исследователи посвятили себя разработке новых поверхностно -активных веществ Близнецов и изучению связанных с ними физико -химических свойств. В то же время применение поверхностно -активных веществ Близнецов постепенно развивалось в областях стерилизации и антибактериальной, производства продуктов питания, дефорирования и ингибирования пены, медленного высвобождения лекарств и промышленной очистки. Основываясь на том, заряжены ли гидрофильные группы в молекулах поверхностно -активного вещества или нет, а тип заряда, который они несут, можно разделить поверхностно -активные вещества Близнецов на следующие категории: катионные, анионные, неионовые и амфотерные поверхностно -активные вещества Близнецов. Среди них катионные поверхностно -активные вещества Близнецы обычно относятся к поверхностно -активным веществам Близнецов Аммония или аммония, анионные поверхностно -активные вещества Близнецы в основном относятся к поверхностно -активным веществам Близнецов, гидрофильные группы, в основном представляют собой сульфоновые, фосфатные и карбоновые кислоты, в то время как неионные сурсинты -гемини в основном являются полиоксиллен Гемини.
1.1 Катионные поверхностно -активные вещества Близнецов
Катионные поверхностно -активные вещества Близнецы могут диссоциировать катионы в водных растворах, в основном аммониевых и четвертичных поверхностно -активных веществ с аммией. Катионные поверхностно -активные вещества Близнецы обладают хорошей биоразлагаемостью, сильной способностью дезактивации, стабильными химическими свойствами, низкой токсичностью, простой структурой, легким синтезом, легким разделением и очисткой, а также обладают бактерицидными свойствами, антикоррозией, антистатическими свойствами и мягкостью.
Четвертичные аммониевые на основе соли поверхностно-активные вещества обычно получают из третичных аминов с помощью алкилирования реакций. Существует два основных синтетических метода: один из них-кватернизировать дибромозамещенные алканы и одноцепочечные алкил-диметило-третичные амины; Другое состоит в том, чтобы кватернизировать 1-бром-замещенные длинноцепочечные алканы и N, N, N ', n'-тетраметил-алкил-диамины с безводным этанолом в виде растворителя и обогрева. Тем не менее, дибромозамещенные алканы более дороги и обычно синтезируются вторым методом, а уравнение реакции показано на рисунке 2.
1.2 Анионные поверхностно -активные вещества Близнецов
Анионные поверхностно -активные вещества Близнецы могут диссоциировать анионы в водном растворе, в основном сульфонаты, сульфатные соли, карбоксилаты и фосфатные соли типа Близнецы. Анионные поверхностно -активные вещества обладают лучшими свойствами, такими как дезактивация, пена, дисперсия, эмульгирование и смачивание, и они широко используются в качестве моющих средств, пенистых агентов, смачивающихся агентов, эмульгаторов и диспергаторов.
1.2.1 Сульфонаты
Биосурфактанты на основе сульфоната имеют преимущества хорошей растворимости воды, хорошей смачиваемости, хорошей температуры и сопротивления соле, хорошей мощности и сильной диспергирующей способности, и они широко используются в качестве моющих средств, пенообразования, смачивающих агентов, эмульгаторов и диспергаторов в области необработанных материалов, в сфере в сфере, в скидных затратах, ими, в общенациональных материалах, в сборов, простой в производстве, и в общих как общеобразования. Li et al. Синтезировали серию новых поверхностно-активных веществ в диалкилфоновой кислоте (2CN-SCT), типичного барионического поверхностно-активного вещества типа сульфоната с использованием трихлорамина, алифатического амина и таурина в качестве сырья в трехэтапной реакции.
1.2.2 Соли сульфата
Сульфатные эфирные соли дублета поверхностно-активные вещества имеют преимущества сверхнизкого натяжения поверхности, высокой поверхностной активности, хорошей растворимости воды, широкого источника сырья и относительно простого синтеза. Он также обладает хорошими способностями промывки и пенообразованием, стабильной производительности в жесткой воде, а соли эфиров сульфата нейтральны или слегка щелочная в водном растворе. Как показано на рисунке 3, Sun Dong et al. Использовали лауриновую кислоту и полиэтиленгликоль в качестве основного сырья и добавляли эфирные связи сульфата посредством реакций замены, этерификации и добавления, синтезируя сульфатный эфир соли барионического поверхностно-активного вещества GA12-S-12.
1.2.3 соли карбоновой кислоты
Близнечные поверхностно-активные вещества на основе карбоксилат обычно являются мягкими, зелеными, легко биоразлагаемыми и имеют богатый источник естественного сырья, хелатирующие свойства с высоким металлом, хорошую устойчивость к жесткой воде и дисперсию мыла кальция, хорошее пенообразование и смачивающие свойства и широко используются в фармацевтических, текстилях, тонких химических веществах и других пополнениях. Внедрение амидных групп в биосурфактантах на основе карбоксилатов может повысить биоразлагаемость молекул поверхностно-активных веществ, а также заставлять их иметь хорошие свойства смачивания, эмульгирования, дисперсии и дезактивации. Mei и соавт. Синтезировали барионическую поверхностно-активное вещество на основе карбоксилат, содержащую амидные группы, с использованием додециламина, дибромоэтана и сукцинического ангидрида в качестве сырья.
1.2.4 Фосфатные соли
Серванктендантные вещества типа соли фосфатного сложного эфира имеют сходную структуру с природными фосфолипидами и подвержены образованию таких структур, как обратные мицеллы и везикулы. Серванктендатентальные вещества типа соли фосфатного эфира широко используются в качестве антистатических агентов и мощных веществ, в то время как их высокие эмульгификационные свойства и относительно низкое раздражение привели к их широкому использованию в личном уходе за кожей. Некоторые фосфатные эфиры могут быть противоопухолевыми, противоопухолевыми и антибактериальными, и были разработаны десятки лекарств. Биосурфактанты типа соли фосфатного эфира обладают высокими эмульгификационными свойствами для пестицидов и могут использоваться не только в качестве антибактериальных и инсектицидов, но и в качестве гербицидов. Zheng et al. Изучили синтез поверхностно-активных веществ с солью фосфатного эфира из олигомерных диолов на основе P2O5 и ортофватов, которые обладают лучшим эффектом смачивания, хорошими антистатическими свойствами и относительно простым процессом синтеза с умеренными условиями реакции. Молекулярная формула калиевой фосфатной соли барионического поверхностно -активного вещества показана на рисунке 4.
1.3 Неионовые поверхностно-активные вещества Близнецов
Неионовые поверхностно -активные вещества Близнецов не могут быть диссоциированы в водном растворе и существуют в молекулярной форме. Этот тип барионического поверхностно -активного вещества до сих пор был менее изучен, и есть два типа, один из них является производным сахара, а другой - алкогольный эфир и фенол эфир. Неионные поверхностно -активные вещества Близнецов не существуют в ионном состоянии в растворе, поэтому они имеют высокую стабильность, не так легко влияют сильные электролиты, имеют хорошую сложность с другими типами поверхностно -активных веществ и имеют хорошую растворимость. Следовательно, неионовые поверхностно -активные вещества обладают различными свойствами, такими как хорошая структура, диспергируемость, эмульгирование, пена, смачиваемость, антистатическое свойство и стерилизация, и могут широко использоваться в различных аспектах, таких как пестициды и покрытия. Как показано на рисунке 5, в 2004 году Фитцджеральд и др. Синтезировали полиоксиэтиленовые поверхностно-активные вещества (неионовые поверхностно-активные вещества), структура которых выражалась как (CN-2H2N-3CH2O (CH2CH2O) MH) 2 (CH2) 6 (или Gemnem).
02 Физико -химические свойства поверхностно -активных веществ Близнецов
2.1 Активность поверхностно -активных веществ Близнецов
Самый простой и наиболее прямой способ оценки поверхностной активности поверхностно -активных веществ - это измерение поверхностного натяжения их водных растворов. В принципе поверхностно -активные вещества уменьшают поверхностное натяжение раствора с помощью ориентированного расположения на поверхности (граничная) плоскости (рис. 1 (c)). Критическая концентрация мицеллы (CMC) поверхностно -активных веществ Близнецов составляет более чем на два порядка меньше, а значение C20 значительно ниже по сравнению с обычными поверхностно -активными веществами с аналогичными структурами. У молекулы байонного поверхностно -активного вещества есть две гидрофильные группы, которые помогают ей поддерживать хорошую растворимость воды, имея длинные гидрофобные длинные цепи. На границе раздела вода/воздух обычные поверхностно -активные вещества слабо расположены из -за эффекта сопротивления пространственного участка и отталкивания однородных зарядов в молекулах, что ослабляет их способность уменьшать поверхностное напряжение воды. Напротив, связывающие группы поверхностно -активных веществ Близнецов ковалентно связываются, так что расстояние между двумя гидрофильными группами сохраняется в пределах небольшого диапазона (намного меньше, чем расстояние между гидрофильными группами обычных поверхностно -активных веществ), что приводит к лучшей активности поверхностно -активных вещества Близнецов на поверхности (граница).
2.2 Структура сборки поверхностно -активных веществ Близнецов
В водных растворах, когда концентрация барионического поверхностно -активного вещества увеличивается, его молекулы насыщают поверхность раствора, что, в свою очередь, заставляет другие молекулы мигрировать во внутреннюю часть раствора с образованием мицелл. Концентрация, при которой поверхностно -активное вещество начинает образовывать мицеллы, называется критической концентрацией мицеллы (CMC). Как показано на рисунке 9, после концентрации больше CMC, в отличие от обычных поверхностно -активных веществ, которые агрегируют с образованием сферических мицеллов, поверхностно -активные вещества Близнецы производят различные морфологии мицеллы, такие как линейные и бислойные структуры, из -за их структурных характеристик. Различия в размере, форме и гидратации мицелл оказывают прямое влияние на фазовое поведение и реологические свойства раствора, а также приводят к изменениям в вязкоупругости раствора. Обычные поверхностно -активные вещества, такие как анионные поверхностно -активные вещества (SDS), обычно образуют сферические мицеллы, которые почти не влияют на вязкость раствора. Однако специальная структура поверхностно -активных веществ Близнецов приводит к образованию более сложной морфологии мицелл, а свойства их водных растворов значительно отличаются от свойств обычных поверхностно -активных веществ. Вязкость водных растворов поверхностно-активных веществ Близнецов увеличивается с увеличением концентрации поверхностно-активных веществ Близнецов, вероятно, потому что образованные линейные мицеллы переплетаются в веб-структуру. Тем не менее, вязкость раствора уменьшается с увеличением концентрации поверхностно -активного вещества, вероятно, из -за нарушения веб -структуры и образования других мицелл -структур.
03 Антимикробные свойства поверхностно -активных веществ Близнецов
В качестве своего рода органического антимикробного агента антимикробный механизм барионического поверхностно -активного вещества в основном состоит в том, что он объединяется с анионами на поверхности клеточной мембраны микроорганизмов или реагирует с сульфгидрильными группами, чтобы разрушить выработку их белков и клеточных мембранов, что разрушая микробиальные ткани, чтобы ингибитор или убийства.
3.1 Антимикробные свойства анионных сурфактантов Близнецов
Антимикробные свойства антимикробных анионных поверхностно -активных веществ в основном определяются природой антимикробных фрагментов, которые они несут. В коллоидных растворах, таких как естественные латекс и покрытия, гидрофильные цепи связываются с водорастворимыми диспергаторами, а гидрофобные цепи связываются с гидрофобными дисперсиями с помощью направленной адсорбции, превращая тем самым раздела двухфазных границ в плотную молекулярную межфазную пленку. Бактериальные ингибирующие группы на этом плотном защитном слое ингибируют рост бактерий.
Механизм бактериального ингибирования анионных поверхностно -активных веществ в основном отличается от механизма катионных поверхностно -активных веществ. Бактериальное ингибирование анионных поверхностно -активных веществ связано с их системой растворов и группами ингибирования, поэтому этот тип поверхностно -активного вещества может быть ограничен. Этот тип поверхностно -активного вещества должен присутствовать на достаточных уровнях, чтобы поверхностно -активное вещество присутствовало в каждом углу системы для получения хорошего микробицидного эффекта. В то же время этому типу поверхностно -активного вещества не хватает локализации и нацеливания, что не только вызывает ненужные отходы, но и создает сопротивление в течение длительного периода времени.
Например, в клинической медицине использовались биосурфактанты на основе алкилсульфоната. Алкилсульфонаты, такие как Бусульфан и Треосульфан, в основном лечат миелопролиферативные заболевания, действующие для получения сшивания между гуанином и уреапурином, в то время как это изменение не может быть восстановлено клеточным корректированием, что приводит к гибели апоптотической клеток.
3.2 Антимикробные свойства катионных поверхностно -активных вещества Близнецов
Основным типом разработанных катионных поверхностно -активных веществ Близнецов является четвертичный аммонийный тип соли Близнецов. Четвертичный аммоний -тип катионных поверхностно -активных веществ с сильным бактерицидным эффектом, поскольку существуют две гидрофобные длинные алкановые цепи в молекулах барионного сурфактанта аммония аммония, а гидрофобные цепи образуют гидрофобную адсорбцию клеточной стенкой (пептидогликан); В то же время они содержат два положительно заряженных иона азота, которые будут способствовать адсорбции молекул поверхностно -активного вещества на поверхность отрицательно заряженных бактерий, а также посредством проникновения и диффузии, гидрофобные цепи глубоко проникают в мембрану бактериальных клеток, в глубине к клеточной мемориальности, ведущая к развитию, в глубину в группе, в группу, приводя к развитию, в группе, в группу, приводя к развитию, в глубину, в Грудную мемориальность, приводя к развитию, в глубину, в Грудную мемориальность, приводящая к развитию бактериального слоя бактера, в глубине к клеточной мемориальности, в приводя к всплыванию, в Грудную мемориальность в Грудную мемориальность, приводящая к развитию бактериального слоя бактера. Белок, приводящий к потере активности ферментов и денатурации белка, из -за комбинированного эффекта этих двух эффектов, создавая фунгицид оказывает сильный бактерицидный эффект.
Однако с экологической точки зрения эти поверхностно -активные вещества обладают гемолитической активностью и цитотоксичностью, а более длительное время контакта с водными организмами и биодеградацией может увеличить их токсичность.
3.3 Антибактериальные свойства неионовых поверхностно -активных веществ Близнеца
В настоящее время существует два типа неионовых поверхностно -активных веществ Близнецов, один из них является производным сахара, а другой - алкогольный эфир и фенол эфир.
Антибактериальный механизм биосурфактантов, полученных из сахара, основан на сродстве молекул, а поверхностно-активные вещества, полученные из сахара, могут связываться с клеточными мембранами, которые содержат большое количество фосфолипидов. Когда концентрация производных сахара поверхностно -активные вещества достигает определенного уровня, она изменяет проницаемость клеточной мембраны, образуя поры и ионные каналы, что влияет на транспорт питательных веществ и газообмен, вызывая отток содержания и в конечном итоге приводит к гибели бактерии.
Антибактериальный механизм фенольных и алкогольных эфиров антимикробных препаратов - это действовать на клеточную стенку или клеточную мембрану и ферменты, блокируя метаболические функции и нарушая регенеративные функции. Например, антимикробные препараты дифениловых эфиров и их производные (фенолы) погружаются в бактериальные или вирусные клетки и действуют через клеточную и клеточную мембрану, ингибируя действие и функцию ферментов, связанных с синтезом нуклеиновых кислот и белков, ограничивая рост и репродукцию бактерий. Это также парализует метаболические и дыхательные функции ферментов в бактериях, которые затем терпят неудачу.
3.4 Антибактериальные свойства амфотерных поверхностно -активных веществ Близнецов
Амфотерные поверхностно -активные вещества Близнецы представляют собой класс поверхностно -активных веществ, которые имеют как катионы, так и анионы в своей молекулярной структуре, могут ионизировать в водном растворе и демонстрировать свойства анионных поверхностно -активных веществ в одном среде и катионные поверхностно -активные вещества в другой среде. Механизм бактериального ингибирования амфотерных поверхностно -активных веществ неубедительно, но обычно считается, что ингибирование может быть аналогично индиированию поверхностно -активных веществ в четвертичном аммонии, где поверхностно -активное вещество легко адсорбируется на отрицательно заряженной бактериальной поверхности и взаимодействует с бактериальным метаболизмом.
3.4.1 Антимикробные свойства аминокислотных поверхностно -активных веществ
Аминокислотный сурфактант типа является катионным амфотерическим барионическим поверхностно -активным веществом, состоящим из двух аминокислот, поэтому его антимикробный механизм больше похож на сунфактант в четвертичном аммонии. Положительно заряженная часть поверхностно -активного вещества притягивается к отрицательно заряженной части бактериальной или вирусной поверхности из -за электростатического взаимодействия, и впоследствии гидрофобные цепи связываются с липидным бислой, что приводит к оттоку содержания клеток и лизису до смерти. Он имеет значительные преимущества по сравнению с четвертичными поверхностно-активными веществами Близнецов: легкая биоразлагаемость, низкая гемолитическая активность и низкая токсичность, поэтому он разрабатывается для его применения и расширяется область применения.
3.4.2 Антибактериальные свойства неаминокислотных поверхностно-активных веществ
Амфотерные сурфактанты бесвязок неаминокислот имеют поверхностные активные молекулярные остатки, содержащие как неионизируемые центры положительного, так и отрицательного заряда. Основными поверхностно-активными веществами Близнецов, не являющимся аминокислотным, являются бетаин, имидазолин и оксид амина. Принимая тип бетаина в качестве примера, амфотерные поверхностно-активные вещества типа бетаина имеют как анионные, так и катионные группы в своих молекулах, на которые нелегко влиять неорганические соли и оказывают эффекты поверхностно-активных веществ как в кислых, так и в щелочных растворах, а антимикробный механизм катиовых гемини-дискуссионных растворов в области экологически чистых растворов. Он также обладает отличной составной производительностью с другими типами поверхностно -активных веществ.
04 Заключение и перспективы
Поверхностно -активные вещества Близнецов все чаще используются в жизни из -за их особой структуры, и они широко используются в областях антибактериальной стерилизации, производства пищи, дефорирования и ингибирования пены, медленного высвобождения лекарств и промышленной очистки. Благодаря растущему спросу на защиту экологически чистых экологически чистые поверхностно -активные вещества постепенно превращаются в экологически чистые и многофункциональные поверхностно -активные вещества. Будущие исследования по поверхностно -активным веществам Близнецов могут проводиться в следующих аспектах: разработка новых поверхностно -активных вещества Близнецов с особыми структурами и функциями, особенно укрепление исследований антибактериальных и противовирусных; общение с общими поверхностно -активными веществами или добавками для формирования продуктов с лучшей производительностью; и использование дешевого и легко доступного сырья для синтеза экологически чистых поверхностно -активных веществ Близнецов.
Пост времени: марта 25-2022