Содержание этой статьи:
1. Разработка аминокислот
2. Структурные свойства
3. Химический состав
4.Классификация
5. Синтез
6. Физико-химические свойства.
7. Токсичность
8. Антимикробная активность
9. Реологические свойства.
10. Применение в косметической промышленности.
11. Применение в повседневной косметике.
Аминокислотные поверхностно-активные вещества (ААС)представляют собой класс поверхностно-активных веществ, образованных путем объединения гидрофобных групп с одной или несколькими аминокислотами. В этом случае аминокислоты могут быть синтетическими или полученными из белковых гидролизатов или аналогичных возобновляемых источников. В этом документе подробно описаны большинство доступных способов синтеза ААС и влияние различных путей на физико-химические свойства конечных продуктов, включая растворимость, стабильность дисперсии, токсичность и биоразлагаемость. Как класс поверхностно-активных веществ, спрос на который растет, универсальность ААС благодаря их изменчивой структуре открывает большое количество коммерческих возможностей.
Учитывая, что поверхностно-активные вещества широко используются в моющих средствах, эмульгаторах, ингибиторах коррозии, третичной нефтедобыче и фармацевтике, исследователи никогда не переставали обращать внимание на поверхностно-активные вещества.
Поверхностно-активные вещества являются наиболее типичными химическими продуктами, которые ежедневно потребляются в больших количествах во всем мире и оказывают негативное воздействие на водную среду.Исследования показали, что широкое использование традиционных поверхностно-активных веществ может оказать негативное воздействие на окружающую среду.
Сегодня нетоксичность, биоразлагаемость и биосовместимость почти так же важны для потребителей, как полезность и эффективность поверхностно-активных веществ.
Биосурфактанты — это экологически чистые устойчивые поверхностно-активные вещества, которые естественным образом синтезируются микроорганизмами, такими как бактерии, грибы и дрожжи, или секретируются внеклеточно.Следовательно, биосурфактанты также могут быть получены с помощью молекулярного дизайна, имитирующего природные амфифильные структуры, такие как фосфолипиды, алкилгликозиды и ациламинокислоты.
Аминокислотные поверхностно-активные вещества (ААС)являются одними из типичных поверхностно-активных веществ, обычно получаемых из сырья животного или сельскохозяйственного происхождения. За последние два десятилетия ААС вызвали большой интерес ученых как новые поверхностно-активные вещества не только потому, что их можно синтезировать из возобновляемых ресурсов, но и потому, что ААС легко разлагаются и имеют безвредные побочные продукты, что делает их более безопасными для окружающей среды. среда.
ААС можно определить как класс поверхностно-активных веществ, состоящий из аминокислот, содержащих аминокислотные группы (HO 2 C-CHR-NH 2) или аминокислотные остатки (HO 2 C-CHR-NH-). Две функциональные области аминокислот позволяют получать самые разнообразные поверхностно-активные вещества. Известно, что в природе существует в общей сложности 20 стандартных протеиногенных аминокислот, которые отвечают за все физиологические реакции роста и жизнедеятельности. Они отличаются друг от друга только остатком R (рис. 1, рк а — отрицательный логарифм константы кислотной диссоциации раствора). Некоторые из них неполярные и гидрофобные, некоторые полярные и гидрофильные, некоторые основные, а некоторые кислые.
Поскольку аминокислоты являются возобновляемыми соединениями, поверхностно-активные вещества, синтезированные из аминокислот, также имеют высокий потенциал стать устойчивыми и экологически чистыми. Простая и естественная структура, низкая токсичность и быстрая биоразлагаемость часто делают их превосходящими обычные поверхностно-активные вещества. Используя возобновляемое сырье (например, аминокислоты и растительные масла), ААС можно производить различными биотехнологическими и химическими способами.
В начале 20 века было впервые обнаружено использование аминокислот в качестве субстратов для синтеза поверхностно-активных веществ.ААС в основном использовались в качестве консервантов в фармацевтических и косметических составах.Кроме того, было обнаружено, что ААС биологически активны против различных болезнетворных бактерий, опухолей и вирусов. В 1988 году доступность недорогих ААС вызвала интерес исследователей к поверхностной активности. Сегодня, с развитием биотехнологий, некоторые аминокислоты также можно синтезировать в промышленных масштабах с помощью дрожжей, что косвенно доказывает, что производство ААС более экологично.
01 Разработка аминокислот
Еще в начале 19 века, когда были впервые обнаружены встречающиеся в природе аминокислоты, предполагалось, что их структуры будут чрезвычайно ценными - их можно будет использовать в качестве сырья для получения амфифилов. О первом исследовании синтеза ААС сообщил Бонди в 1909 году.
В этом исследовании N-ацилглицин и N-ацилаланин были введены в качестве гидрофильных групп поверхностно-активных веществ. Последующая работа включала синтез липоаминокислот (ААС) с использованием глицина и аланина, а Hentrich et al. опубликовал серию результатов,включая первую патентную заявку на использование солей ацилсаркозината и ациласпартата в качестве поверхностно-активных веществ в бытовых чистящих средствах (например, шампунях, моющих средствах и зубных пастах).В дальнейшем многие исследователи исследовали синтез и физико-химические свойства ациламинокислот. На сегодняшний день опубликовано большое количество литературы по синтезу, свойствам, промышленному применению и биоразлагаемости ААС.
02 Структурные свойства
Неполярные гидрофобные жирнокислотные цепи ААС могут различаться по структуре, длине и количеству цепей.Структурное разнообразие и высокая поверхностная активность ААС объясняют их широкое разнообразие по составу, а также физико-химическим и биологическим свойствам. Головные группы ААС состоят из аминокислот или пептидов. Различия в головных группах определяют адсорбционную, агрегационную и биологическую активность этих ПАВ. Функциональные группы в головной группе затем определяют тип ААС, включая катионный, анионный, неионный и амфотерный. Комбинация гидрофильных аминокислот и гидрофобных длинноцепочечных участков образует амфифильную структуру, которая делает молекулу высокоповерхностно активной. Кроме того, наличие в молекуле асимметричных атомов углерода способствует образованию хиральных молекул.
03 Химический состав
Все пептиды и полипептиды являются продуктами полимеризации почти 20 α-протеиногенных α-аминокислот. Все 20 α-аминокислот содержат функциональную группу карбоновой кислоты (-COOH) и функциональную аминогруппу (-NH 2), обе присоединены к одному и тому же тетраэдрическому атому α-углерода. Аминокислоты отличаются друг от друга разными группами R, присоединенными к α-углероду (за исключением лицина, где группа R представляет собой водород). Группы R могут различаться по структуре, размеру и заряду (кислотность, щелочность). Эти различия также определяют растворимость аминокислот в воде.
Аминокислоты хиральны (за исключением глицина) и оптически активны по своей природе, поскольку имеют четыре различных заместителя, связанных с альфа-углеродом. Аминокислоты имеют две возможные конформации; они являются неперекрывающимися зеркальными отражениями друг друга, несмотря на то, что количество L-стереоизомеров значительно выше. R-группа, присутствующая в некоторых аминокислотах (фенилаланине, тирозине и триптофане), представляет собой арил, что приводит к максимальному поглощению УФ-излучения при 280 нм. Кислотная α-COOH и основная α-NH 2 в аминокислотах способны к ионизации, и оба стереоизомера, какими бы они ни были, создают ионизационное равновесие, показанное ниже.
R-СООН ↔R-COO－+Ч＋
Р-НХ3＋↔Р-НХ2+Ч＋
Как показано выше в ионизационном равновесии, аминокислоты содержат по крайней мере две слабокислотные группы; однако карбоксильная группа гораздо более кислая по сравнению с протонированной аминогруппой. pH 7,4, карбоксильная группа депротонирована, а аминогруппа протонирована. Аминокислоты с неионизируемыми R-группами при этом pH электронейтральны и образуют цвиттер-ион.
04 Классификация
ААС можно классифицировать по четырем критериям, которые по очереди описаны ниже.
4.1 По происхождению
| По происхождению ААС можно разделить на 2 категории следующим образом. ① Естественная категория Некоторые встречающиеся в природе соединения, содержащие аминокислоты, также обладают способностью снижать поверхностное/межфазное натяжение, а некоторые даже превосходят эффективность гликолипидов. Эти ААС также известны как липопептиды. Липопептиды представляют собой низкомолекулярные соединения, обычно продуцируемые видами Bacillus.
Такие ААС дополнительно делятся на 3 подкласса:сурфактин, итурин и фенгицин.
|
| Семейство поверхностно-активных пептидов включает гептапептидные варианты различных веществ.как показано на рисунке 2а, на котором цепь ненасыщенной β-гидроксижирной кислоты C12-C16 связана с пептидом. Поверхностно-активный пептид представляет собой макроциклический лактон, в котором кольцо замыкается в результате катализа между С-концом β-гидроксижирной кислоты и пептидом. В подклассе итурина существует шесть основных вариантов, а именно итурин А и С, микосубтилин и бацилломицин D, F и L.Во всех случаях гептапептиды связаны с цепями С14-С17 β-аминожирных кислот (цепи могут быть разнообразными). В случае экримицинов аминогруппа в β-положении может образовывать амидную связь с С-концом, образуя, таким образом, макроциклическую структуру лактама.
Подкласс фенгицина содержит фенгицин А и В, которые также называются плипастатином, когда Tyr9 имеет D-конфигурацию.Декапептид связан с цепью насыщенной или ненасыщенной β-гидроксижирной кислоты C14-C18. Структурно плипастатин также представляет собой макроциклический лактон, содержащий боковую цепь Tyr в положении 3 пептидной последовательности и образующий сложноэфирную связь с С-концевым остатком, образуя таким образом внутреннюю кольцевую структуру (как это имеет место для многих липопептидов Pseudomonas).
② Синтетическая категория ААС также можно синтезировать с использованием любой из кислых, основных и нейтральных аминокислот. Обычными аминокислотами, используемыми для синтеза ААС, являются глутаминовая кислота, серин, пролин, аспарагиновая кислота, глицин, аргинин, аланин, лейцин и гидролизаты белков. Этот подкласс ПАВ можно получить химическими, ферментативными и химиоферментативными методами; однако для производства ААС более экономически целесообразен химический синтез. Общие примеры включают N-лауроил-L-глутаминовую кислоту и N-пальмитоил-L-глутаминовую кислоту.
|
4.2 На основе заместителей алифатической цепи
В зависимости от заместителей алифатической цепи ПАВ на основе аминокислот можно разделить на 2 типа.
По положению заместителя
| ①N-замещенный ААС В N-замещенных соединениях аминогруппа заменяется липофильной или карбоксильной группой, что приводит к потере основности. Простейшим примером N-замещенных ААС являются N-ациламинокислоты, которые по существу являются анионными поверхностно-активными веществами. n-замещенные ААС имеют амидную связь между гидрофобной и гидрофильной частями. Амидная связь обладает способностью образовывать водородную связь, что облегчает деградацию этого ПАВ в кислой среде, что делает его биоразлагаемым.
②C-замещенные ААС В С-замещенных соединениях замещение происходит по карбоксильной группе (через амидную или сложноэфирную связь). Типичные С-замещенные соединения (например, сложные эфиры или амиды) по существу представляют собой катионные поверхностно-активные вещества.
③N- и C-замещенные ААС В этом типе ПАВ гидрофильной частью являются как амино, так и карбоксильные группы. Этот тип по существу представляет собой амфотерное поверхностно-активное вещество. |
4.3 По количеству гидрофобных хвостов
По количеству головных групп и гидрофобных хвостов ААС можно разделить на четыре группы. ААС с прямой цепью, ААС Близнецового (димерного) типа, ААС глицеролипидного типа и ААС бицефального амфифильного (Бола) типа. ПАВ с прямой цепью — это ПАВ, состоящие из аминокислот только с одним гидрофобным хвостом (рис. 3). ААС типа Gemini имеют две полярные головные группы аминокислот и два гидрофобных хвоста на молекулу (рис. 4). В структуре этого типа две ААС с прямой цепью связаны друг с другом спейсером и поэтому также называются димерами. С другой стороны, в ААС глицеролипидного типа два гидрофобных хвоста прикреплены к одной и той же головной группе аминокислот. Эти поверхностно-активные вещества можно рассматривать как аналоги моноглицеридов, диглицеридов и фосфолипидов, тогда как в ААС типа Бола две головные группы аминокислот связаны гидрофобным хвостом.
4.4 По типу головной группы
① Катионный ААС
Головная группа этого типа ПАВ имеет положительный заряд. Самым ранним катионным ААС является этилкокоиларгинат, который представляет собой карбоксилат пирролидона. Уникальные и разнообразные свойства этого поверхностно-активного вещества делают его полезным в дезинфицирующих средствах, противомикробных средствах, антистатиках, кондиционерах для волос, а также он безопасен для глаз и кожи и легко биоразлагаем. Сингаре и Мхатре синтезировали катионные ААС на основе аргинина и оценили их физико-химические свойства. В этом исследовании они заявили о высоких выходах продуктов, полученных в условиях реакции Шоттена-Баумана. Было обнаружено, что с увеличением длины алкильной цепи и гидрофобности поверхностная активность поверхностно-активного вещества увеличивается, а критическая концентрация мицелл (кмц) снижается. Еще одним является четвертичный ациловый белок, который обычно используется в качестве кондиционера в средствах по уходу за волосами.
②Анионный ААС
В анионных поверхностно-активных веществах полярная головная группа поверхностно-активного вещества имеет отрицательный заряд. Саркозин (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-метилглицин), аминокислота, обычно встречающаяся в морских ежах и морских звездах, химически связана с глицином (NH 2 -CH 2 -COOH), основной аминокислотой, обнаруженной в клетках млекопитающих. -COOH) химически связан с глицином, основной аминокислотой, обнаруженной в клетках млекопитающих. Лауриновая кислота, тетрадекановая кислота, олеиновая кислота и их галогениды и сложные эфиры обычно используются для синтеза саркозинатных поверхностно-активных веществ. Саркозинаты по своей природе мягкие и поэтому обычно используются в средствах для полоскания рта, шампунях, спреях-пенах для бритья, солнцезащитных кремах, средствах для очистки кожи и других косметических продуктах.
Другие коммерчески доступные анионные ААС включают Amisoft CS-22 и AmiliteGCK-12, которые являются торговыми названиями N-кокоил-L-глутамата натрия и N-кокоилглицината калия соответственно. Амилит обычно используется в качестве пенообразователя, моющего средства, солюбилизатора, эмульгатора и диспергатора и имеет множество применений в косметике, например, в шампунях, мыле для ванн, средствах для мытья тела, зубных пастах, очищающих средствах для лица, очищающем мыле, средствах для чистки контактных линз и бытовых поверхностно-активных веществах. Амисофт используется в качестве мягкого очищающего средства для кожи и волос, в основном в очищающих средствах для лица и тела, блокирует синтетические моющие средства, средства по уходу за телом, шампуни и другие средства по уходу за кожей.
③цвиттерионные или амфотерные ААС
Амфотерные поверхностно-активные вещества содержат как кислотные, так и основные центры и поэтому могут менять свой заряд, изменяя значение pH. В щелочных средах они ведут себя как анионные ПАВ, в кислых средах — как катионные ПАВ, а в нейтральных — как амфотерные ПАВ. Лауриллизин (LL) и алкокси(2-гидроксипропил)аргинин — единственные известные амфотерные поверхностно-активные вещества на основе аминокислот. LL представляет собой продукт конденсации лизина и лауриновой кислоты. Благодаря своей амфотерной структуре LL нерастворим практически во всех типах растворителей, за исключением сильнощелочных или кислых растворителей. Являясь органическим порошком, LL обладает превосходной адгезией к гидрофильным поверхностям и низким коэффициентом трения, что придает этому поверхностно-активному веществу превосходную смазывающую способность. LL широко используется в кремах для кожи и кондиционерах для волос, а также в качестве смазки.
④Неионогенный ААС
Неионогенные ПАВ характеризуются полярными головными группами без формальных зарядов. восемь новых этоксилированных неионогенных поверхностно-активных веществ были получены Al-Sabagh et al. из жирорастворимых α-аминокислот. В этом процессе L-фенилаланин (LEP) и L-лейцин сначала этерифицируются гексадеканолом, а затем амидируются пальмитиновой кислотой с образованием двух амидов и двух эфиров α-аминокислот. Затем амиды и сложные эфиры подвергались реакциям конденсации с оксидом этилена с получением трех производных фенилаланина с разным количеством полиоксиэтиленовых звеньев (40, 60 и 100). Было обнаружено, что эти неионогенные ААС обладают хорошими моющими и пенообразующими свойствами.
05 Синтез
5.1 Основной путь синтеза
В ААС гидрофобные группы могут быть присоединены к участкам амина или карбоновой кислоты или через боковые цепи аминокислот. Исходя из этого, доступны четыре основных синтетических маршрута, как показано на рисунке 5.
Рис.5 Фундаментальные пути синтеза поверхностно-активных веществ на основе аминокислот
| Путь 1. Амфифильные эфиры аминов получают в результате реакций этерификации, и в этом случае синтез поверхностно-активных веществ обычно достигается путем кипячения жирных спиртов и аминокислот в присутствии дегидратирующего агента и кислотного катализатора. В некоторых реакциях серная кислота действует как катализатор и дегидратирующий агент.
Путь 2. Активированные аминокислоты реагируют с алкиламинами с образованием амидных связей, что приводит к синтезу амфифильных амидоаминов.
Путь 3. Амидокислоты синтезируются путем реакции аминогрупп аминокислот с амидокислотами.
Путь 4. Длинноцепочечные алкиламинокислоты синтезированы реакцией аминогрупп с галогеналканами. |
5.2 Достижения в области синтеза и производства
5.2.1 Синтез одноцепочечных аминокислот/пептидных поверхностно-активных веществ
N-ацил или O-ацил аминокислоты или пептиды могут быть синтезированы ферментативно-катализируемым ацилированием амино- или гидроксильных групп жирными кислотами. В самом раннем сообщении о синтезе производных амидов аминокислот или метиловых эфиров, катализируемом липазой, без растворителя, использовалась Candida antarctica, с выходами в диапазоне от 25% до 90% в зависимости от целевой аминокислоты. Метилэтилкетон также использовался в качестве растворителя в некоторых реакциях. Вондерхаген и др. также описаны катализируемые липазой и протеазой реакции N-ацилирования аминокислот, белковых гидролизатов и/или их производных с использованием смеси воды и органических растворителей (например, диметилформамид/вода) и метилбутилкетона.
Вначале основной проблемой ферментативно-катализируемого синтеза ААС были низкие выходы. По данным Валивети и др. выход производных N-тетрадеканоиламинокислоты составлял всего 2-10% даже после использования различных липаз и многодневного инкубирования при 70°С. Монтет и др. также столкнулись с проблемами, связанными с низким выходом аминокислот при синтезе N-ациллизина с использованием жирных кислот и растительных масел. По их данным, максимальный выход продукта составил 19% в условиях без растворителей и при использовании органических растворителей. с той же проблемой столкнулись Valivety et al. в синтезе производных метилового эфира N-Cbz-L-лизина или N-Cbz-лизина.
В этом исследовании они заявили, что выход 3-O-тетрадеканоил-L-серина составил 80% при использовании N-защищенного серина в качестве субстрата и Новозима 435 в качестве катализатора в расплавленной среде, не содержащей растворителей. Нагао и Кито исследовали О-ацилирование L-серина, L-гомосерина, L-треонина и L-тирозина (ЛПЭ) при использовании липазы. Результаты реакции (липаза получена Candida cylindracea и Rhizopus delemar в водной буферной среде) и сообщили, что выходы ацилирования L-гомосерина и L-серина были несколько низкими, тогда как ацилирования L-треонина и LET не происходило.
Многие исследователи поддерживают использование недорогих и легкодоступных субстратов для синтеза экономически эффективных ААС. Су и др. утверждали, что приготовление поверхностно-активных веществ на основе пальмового масла лучше всего работает с иммобилизованным липоферментом. Они отметили, что выход продуктов будет лучше, несмотря на длительность реакции (6 дней). Герова и др. исследовали синтез и поверхностную активность хиральных N-пальмитоил ААС на основе метионина, пролина, лейцина, треонина, фенилаланина и фенилглицина в циклической/рацемической смеси. Панг и Чу описали синтез мономеров на основе аминокислот и мономеров на основе дикарбоновой кислоты в растворе. Ряд функциональных и биоразлагаемых полиамидных эфиров на основе аминокислот был синтезирован с помощью реакций совместной конденсации в растворе.
Кантаэзен и Геррейро сообщили об этерификации групп карбоновых кислот Boc-Ala-OH и Boc-Asp-OH длинноцепочечными алифатическими спиртами и диолами с дихлорметаном в качестве растворителя и агарозой 4B (сефароза 4B) в качестве катализатора. В данной работе реакция Boc-Ala-OH с жирными спиртами с числом атомов углерода до 16 дала хорошие выходы (51%), тогда как для Boc-Asp-OH 6 и 12 атомов углерода были лучше, с соответствующим выходом 63% [64] ]. 99,9%) с выходами от 58% до 76%, которые были синтезированы путем образования амидных связей с различными длинноцепочечными алкиламинами или сложноэфирных связей с жирными спиртами с помощью Cbz-Arg-OMe, где катализатором выступал папаин.
5.2.2 Синтез поверхностно-активных веществ на основе аминокислот/пептидов гемини
Поверхностно-активные вещества Gemini на основе аминокислот состоят из двух молекул ААС с прямой цепью, связанных друг с другом спейсерной группой. Возможны 2 возможные схемы химиоферментативного синтеза ПАВ на основе аминокислот гемини-типа (рис. 6 и 7). На рисунке 6 2 производных аминокислоты взаимодействуют с соединением в качестве спейсерной группы, а затем вводятся 2 гидрофобные группы. На рисунке 7 две структуры с прямой цепью напрямую связаны друг с другом бифункциональной спейсерной группой.
Самая ранняя разработка ферментативно-катализируемого синтеза гемини-липоаминокислот была впервые осуществлена Valivety et al. Йошимура и др. исследовали синтез, адсорбцию и агрегацию поверхностно-активного вещества гемини на основе аминокислот на основе цистина и н-алкилбромида. Синтезированные ПАВ сравнивались с соответствующими мономерными ПАВ. Фаустино и др. описал синтез анионных мономерных ААС на основе мочевины на основе L-цистина, D-цистина, DL-цистина, L-цистеина, L-метионина и L-сульфоаланина и их пар гемини посредством проводимости, равновесного поверхностного натяжения и устойчивого -статусная флуоресцентная характеристика их. Было показано, что значение cmc близнецов было ниже при сравнении мономера и близнецов.
Рис.6 Синтез гемини-ААС с использованием производных АК и спейсера с последующим введением гидрофобной группы.
Рис.7. Синтез гемини-ААС с использованием бифункционального спейсера и ААС.
5.2.3 Синтез глицеролипидных аминокислот/пептидных поверхностно-активных веществ
Глицеролипидные аминокислоты/пептидные поверхностно-активные вещества представляют собой новый класс липидных аминокислот, которые являются структурными аналогами моно- (или ди-) эфиров глицерина и фосфолипидов благодаря своей структуре, состоящей из одной или двух жирных цепей с одной аминокислотой, связанной с основной цепью глицерина. по сложноэфирной связи. Синтез этих поверхностно-активных веществ начинается с получения глицериновых эфиров аминокислот при повышенных температурах и в присутствии кислотного катализатора (например, BF 3). Хорошим вариантом также является синтез, катализируемый ферментами (с использованием гидролаз, протеаз и липаз в качестве катализаторов) (рис. 8).
Сообщалось о ферментативно-катализируемом синтезе конъюгатов дилаурилированных аргининглицеридов с использованием папаина. Также сообщалось о синтезе конъюгатов сложного эфира диацилглицерина из ацетиларгинина и оценке их физико-химических свойств.
Рис.8. Синтез конъюгатов моно- и диацилглицерина с аминокислотами.
проставка: NH-(CH2)10-NH: соединение B1
проставка: NH-C6H4-NH: соединение B2
проставка: CH2-СН2: соединение B3
Рис.9 Синтез симметричных амфифилов, производных трис(гидроксиметил)аминометана
5.2.4 Синтез поверхностно-активных веществ на основе аминокислот/пептидов на основе болы
Амфифилы бола-типа на основе аминокислот содержат 2 аминокислоты, связанные с одной и той же гидрофобной цепью. Франчески и др. описал синтез амфифилов типа бола с 2 аминокислотами (D- или L-аланин или L-гистидин) и 1 алкильной цепью различной длины и исследовал их поверхностную активность. Они обсуждают синтез и агрегацию новых амфифилов типа бола с аминокислотной фракцией (с использованием либо необычной β-аминокислоты, либо спирта) и спейсерной группы C12-C20. В качестве необычных β-аминокислот могут использоваться сахарные аминокислоты, аминокислоты, полученные из азидотимина (AZT), аминокислоты норборнена и аминоспирты, полученные из AZT (рис. 9). синтез симметричных амфифилов типа бола, полученных из трис(гидроксиметил)аминометана (Трис) (рис. 9).
06 Физико-химические свойства
Хорошо известно, что поверхностно-активные вещества на основе аминокислот (ААС) разнообразны и универсальны по своей природе и имеют хорошую применимость во многих применениях, таких как хорошая солюбилизация, хорошие эмульгирующие свойства, высокая эффективность, высокая поверхностная активность и хорошая устойчивость к жесткой воде (ионы кальция толерантность).
На основании поверхностно-активных свойств аминокислот (например, поверхностного натяжения, КЦМ, фазового поведения и температуры Крафта) после обширных исследований были сделаны следующие выводы: поверхностная активность ААС превосходит активность его обычного поверхностно-активного аналога.
6.1 Критическая концентрация мицелл (смц)
Критическая концентрация мицеллообразования является одним из важных параметров ПАВ и определяет многие поверхностно-активные свойства, такие как солюбилизация, лизис клеток и их взаимодействие с биопленками и др. В целом увеличение длины цепи углеводородного хвоста (увеличение гидрофобности) приводит к уменьшению в значении cmc раствора ПАВ, увеличивая тем самым его поверхностную активность. Поверхностно-активные вещества на основе аминокислот обычно имеют более низкие значения cmc по сравнению с обычными поверхностно-активными веществами.
Благодаря различным комбинациям головных групп и гидрофобных хвостов (монокатионный амид, бикатионный амид, сложный эфир на основе бикатионного амида) Infante et al. синтезировали три ААС на основе аргинина и изучили их cmc и γcmc (поверхностное натяжение при cmc), показав, что значения cmc и γcmc уменьшаются с увеличением длины гидрофобного хвоста. В другом исследовании Сингаре и Мхатре обнаружили, что cmc поверхностно-активных веществ N-α-ациларгинина снижается с увеличением числа гидрофобных хвостовых атомов углерода (таблица 1).
Йошимура и др. исследовали cmc гемини-поверхностно-активных веществ на основе аминокислот, полученных из цистеина, и показали, что cmc уменьшается, когда длина углеродной цепи в гидрофобной цепи увеличивается с 10 до 12. Дальнейшее увеличение длины углеродной цепи до 14 приводит к увеличению cmc, которые подтвердили, что поверхностно-активные вещества-гемини с длинной цепью имеют меньшую склонность к агрегации.
Фаустино и др. сообщили об образовании смешанных мицелл в водных растворах анионных гемини-ПАВ на основе цистина. Поверхностно-активные вещества Gemini также сравнивали с соответствующими обычными мономерными поверхностно-активными веществами (C 8 Cys). Сообщалось, что значения cmc смесей липидов и поверхностно-активных веществ ниже, чем у чистых поверхностно-активных веществ. поверхностно-активные вещества гемини и 1,2-дигептаноил-sn-глицерил-3-фосфохолин, водорастворимый мицеллообразующий фосфолипид, имели CMC на миллимолярном уровне.
Шреста и Арамаки исследовали образование вязкоупругих червеобразных мицелл в водных растворах анионно-неионогенных поверхностно-активных веществ на основе смешанных аминокислот в отсутствие примеси солей. В этом исследовании было обнаружено, что N-додецилглутамат имеет более высокую температуру Крафта; однако при нейтрализации основной аминокислотой L-лизином образовывались мицеллы, и раствор начинал вести себя как ньютоновская жидкость при 25 °C.
6.2 Хорошая растворимость в воде
Хорошая растворимость ААС в воде обусловлена наличием дополнительных связей CO-NH. Это делает ААС более биоразлагаемыми и экологически чистыми, чем соответствующие традиционные поверхностно-активные вещества. Водорастворимость N-ацил-L-глутаминовой кислоты еще лучше благодаря ее двум карбоксильным группам. Водорастворимость Cn(CA) 2 также хорошая, поскольку в 1 молекуле имеются 2 ионные группы аргинина, что приводит к более эффективной адсорбции и диффузии на границе клеток и даже к эффективному ингибированию бактерий при более низких концентрациях.
6.3 Температура Крафта и точка Крафта
Температуру Крафта можно понимать как специфическое поведение растворимости поверхностно-активных веществ, растворимость которых резко возрастает выше определенной температуры. Ионные поверхностно-активные вещества имеют тенденцию образовывать твердые гидраты, которые могут осаждаться из воды. При определенной температуре (так называемая температура Крафта) обычно наблюдается резкое и скачкообразное увеличение растворимости ПАВ. Точка Крафта ионного поверхностно-активного вещества — это его температура Крафта при cmc.
Эта характеристика растворимости обычно наблюдается для ионных поверхностно-активных веществ и может быть объяснена следующим образом: растворимость мономера, не содержащего поверхностно-активное вещество, ограничена ниже температуры Крафта до тех пор, пока не будет достигнута точка Крафта, где его растворимость постепенно увеличивается из-за образования мицелл. Для обеспечения полной растворимости необходимо готовить составы ПАВ при температуре выше точки Крафта.
Температура Крафта ААС была изучена и сравнена с температурой обычных синтетических поверхностно-активных веществ. Шреста и Арамаки изучили температуру Крафта ААС на основе аргинина и обнаружили, что критическая концентрация мицелл демонстрирует поведение агрегации в виде премицелл выше 2-5. ×10-6 моль-л-1 с последующим нормальным мицеллообразованием (Охта и др. синтезировали шесть различных типов N-гексадеканоил-ААС и обсудили взаимосвязь между их температурой Крафта и аминокислотными остатками.
В экспериментах было установлено, что температура Крафта N-гексадеканоил ААС увеличивается с уменьшением размера аминокислотных остатков (исключением является фенилаланин), а теплота растворимости (теплопоглощение) увеличивается с уменьшением размера аминокислотных остатков (при за исключением глицина и фенилаланина). Сделан вывод, что как в аланиновой, так и в фенилаланиновой системах DL-взаимодействие сильнее, чем LL-взаимодействие в твердой форме соли N-гексадеканоила ААС.
Брито и др. определили температуру Крафта трех серий новых поверхностно-активных веществ на основе аминокислот с помощью дифференциальной сканирующей микрокалориметрии и обнаружили, что замена трифторацетат-иона на йодид-ион привела к значительному увеличению температуры Крафта (около 6 °C) с 47 °C до 53 °C. С. Наличие цис-двойных связей и ненасыщенности, присутствующей в длинноцепочечных Ser-производных, привело к значительному снижению температуры Крафта. Сообщалось, что н-додецилглутамат имеет более высокую температуру Крафта. Однако нейтрализация основной аминокислотой L-лизином привела к образованию в растворе мицелл, которые при 25 °C вели себя как ньютоновские жидкости.
6.4 Поверхностное натяжение
Поверхностное натяжение поверхностно-активных веществ связано с длиной цепи гидрофобной части. Чжан и др. определили поверхностное натяжение кокоилглицината натрия методом пластины Вильгельми (25±0,2)°С и определили значение поверхностного натяжения при КМЦ как 33 мН-м -1 , КМК как 0,21 ммоль-л -1. Йошимура и др. определяли поверхностное натяжение аминокислот типа 2C n Cys на основе поверхностного натяжения поверхностно-активных веществ на основе 2C n Cys. Было обнаружено, что поверхностное натяжение при cmc уменьшалось с увеличением длины цепи (до n = 8), тогда как для поверхностно-активных веществ с n = 12 и более длинами цепей тенденция была обратной.
Изучено также влияние CaC1 2 на поверхностное натяжение ПАВ на основе дикарбоксилированных аминокислот. В этих исследованиях CaC1 2 добавляли к водным растворам трех ПАВ типа дикарбоксилированных аминокислот (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 и C12 GluNa 2). Сравнивали значения плато после КМЦ и обнаружили, что поверхностное натяжение снижается при очень низких концентрациях CaC1 2 . Это связано с влиянием ионов кальция на расположение ПАВ на границе раздела газ-вода. поверхностное натяжение солей N-додециламиномалоната и N-додециласпартата, с другой стороны, также было почти постоянным вплоть до концентрации CaC1 2 10 ммоль-л -1 . Выше 10 ммоль-л -1 поверхностное натяжение резко возрастает из-за образования осадка кальциевой соли ПАВ. Для динатриевой соли N-додецилглутамата умеренное добавление CaC1 2 приводило к значительному снижению поверхностного натяжения, тогда как дальнейшее увеличение концентрации CaC1 2 уже не вызывало существенных изменений.
Для определения кинетики адсорбции ААС гемини-типа на границе раздела газ-вода определяли динамическое поверхностное натяжение методом максимального давления пузырька. Результаты показали, что в течение самого длительного времени испытания динамическое поверхностное натяжение 2C 12 Cys не изменилось. Уменьшение динамического поверхностного натяжения зависит только от концентрации, длины гидрофобных хвостов и количества гидрофобных хвостов. Увеличение концентрации ПАВ, уменьшение длины цепи, а также количества цепей привели к более быстрому распаду. Результаты, полученные для более высоких концентраций C n Cys (n = 8–12), оказались очень близкими к γ cmc, измеренному методом Вильгельми.
В другой работе динамическое поверхностное натяжение дилаурилцистина натрия (SDLC) и дидекаминоцистина натрия определялось методом пластины Вильгельми, а кроме того, равновесное поверхностное натяжение их водных растворов определялось методом капельного объема. Реакцию дисульфидных связей в дальнейшем исследовали и другими методами. Добавление меркаптоэтанола к 0,1 ммоль-л-1 раствору SDLC приводило к быстрому увеличению поверхностного натяжения с 34 мН-м-1 до 53 мН-м-1. Поскольку NaClO может окислять дисульфидные связи SDLC до групп сульфоновой кислоты, при добавлении NaClO (5 ммоль-л-1) к раствору SDLC 0,1 ммоль-л-1 агрегатов не наблюдалось. Результаты просвечивающей электронной микроскопии и динамического светорассеяния показали, что в растворе не образуются агрегаты. Было обнаружено, что поверхностное натяжение SDLC увеличилось с 34 мН-м -1 до 60 мН-м -1 за период 20 мин.
6.5 Бинарные поверхностные взаимодействия
В науках о жизни ряд групп изучали колебательные свойства смесей катионных ААС (поверхностно-активных веществ на основе диацилглицерина и аргинина) и фосфолипидов на границе раздела газ-вода, в конце концов пришли к выводу, что это неидеальное свойство обуславливает преобладание электростатических взаимодействий.
6.6 Агрегационные свойства
Динамическое рассеяние света обычно используется для определения агрегационных свойств мономеров на основе аминокислот и гемини-ПАВ при концентрациях выше cmc, что дает кажущийся гидродинамический диаметр DH (= 2R H ). Агрегаты, образованные C n Cys и 2 Cn Cys, относительно крупные и имеют широкое распространение по сравнению с другими поверхностно-активными веществами. Все ПАВ, за исключением 2C 12 Cys, обычно образуют агрегаты размером около 10 нм. Размеры мицелл гемини-ПАВ значительно больше, чем у их мономерных аналогов. Увеличение длины углеводородной цепи также приводит к увеличению размера мицелл. охта и др. описал агрегационные свойства трех различных стереоизомеров N-додецил-фенилаланил-фенилаланина тетраметиламмония в водном растворе и показал, что диастереоизомеры имеют одинаковую критическую концентрацию агрегации в водном растворе. Ивахаси и др. исследовали методами кругового дихроизма, ЯМР и осмометрии давления паров. Образование хиральных агрегатов N-додеканоил-L-глутаминовой кислоты, N-додеканоил-L-валина и их метиловых эфиров в различных растворителях (таких как тетрагидрофуран, ацетонитрил, 1,4 -диоксан и 1,2-дихлорэтан) с вращательными свойствами исследовали методами кругового дихроизма, ЯМР и осмометрии давления паров.
6.7 Межфазная адсорбция
Межфазная адсорбция поверхностно-активных веществ на основе аминокислот и ее сравнение с традиционными аналогами также является одним из направлений исследований. Например, были исследованы межфазные адсорбционные свойства додециловых эфиров ароматических аминокислот, полученных из ЛЭТ и ЛЭП. Результаты показали, что LET и LEP имеют меньшие площади межфазной границы на границе раздела газ-жидкость и на границе раздела вода/гексан соответственно.
Бордес и др. исследовали поведение в растворе и адсорбцию на границе раздела газ-вода трех дикарбоксилированных аминокислотных поверхностно-активных веществ, динатриевых солей додецилглутамата, додециласпартата и аминомалоната (с 3, 2 и 1 атомом углерода между двумя карбоксильными группами соответственно). Согласно этому сообщению, КМЦ дикарбоксилированных поверхностно-активных веществ была в 4-5 раз выше, чем у монокарбоксилированной соли додецилглицина. Это объясняется образованием водородных связей между дикарбоксилированными ПАВ и соседними молекулами через содержащиеся в них амидные группы.
6.8 Фазовое поведение
Изотропные прерывистые кубические фазы наблюдаются для ПАВ при очень высоких концентрациях. Молекулы ПАВ с очень большими головными группами имеют тенденцию образовывать агрегаты меньшей положительной кривизны. Маркес и др. изучили фазовое поведение систем 12Lys12/12Ser и 8Lys8/16Ser (см. рисунок 10), и результаты показали, что система 12Lys12/12Ser имеет зону фазового разделения между областями мицеллярного и везикулярного раствора, тогда как система 8Lys8/16Ser В системе 8Lys8/16Ser наблюдается непрерывный переход (удлиненная область мицеллярной фазы между небольшой областью мицеллярной фазы и областью везикулярной фазы). Следует отметить, что для везикулярной области системы 12Lys12/12Ser везикулы всегда сосуществуют с мицеллами, тогда как везикулярная область системы 8Lys8/16Ser содержит только везикулы.
Катанионные смеси ПАВ на основе лизина и серина: симметричная пара 12Lys12/12Ser (слева) и асимметричная пара 8Lys8/16Ser (справа)
6.9 Эмульгирующая способность
Коучи и др. исследовали эмульгирующую способность, межфазное натяжение, диспергируемость и вязкость N-[3-додецил-2-гидроксипропил]-L-аргинина, L-глутамата и других ААС. По сравнению с синтетическими поверхностно-активными веществами (их обычными неионогенными и амфотерными аналогами) результаты показали, что ААС обладают более сильной эмульгирующей способностью, чем обычные поверхностно-активные вещества.
Бачко и др. синтезировали новые анионные аминокислотные поверхностно-активные вещества и исследовали их пригодность в качестве растворителей для хирально-ориентированной ЯМР-спектроскопии. Реакцией аминокислот с о-сульфобензойным ангидридом синтезирован ряд амфифильных производных L-Phe или L-Ala на основе сульфонатов с различными гидрофобными хвостами (пентил-тетрадецил). Ву и др. синтезированы натриевые соли N-жирноацил ААС иисследовали их способность к эмульгированию в эмульсиях масло в воде, и результаты показали, что эти поверхностно-активные вещества работают лучше с этилацетатом в качестве масляной фазы, чем с н-гексаном в качестве масляной фазы.
6.10 Достижения в области синтеза и производства
Устойчивость к жесткой воде можно понимать как способность поверхностно-активных веществ противостоять присутствию ионов, таких как кальций и магний, в жесткой воде, т. е. способность избегать осаждения в кальциевых мылах. Поверхностно-активные вещества с высокой устойчивостью к жесткой воде очень полезны для рецептур моющих средств и средств личной гигиены. Устойчивость к жесткой воде можно оценить, рассчитав изменение растворимости и поверхностной активности ПАВ в присутствии ионов кальция.
Другой способ оценить устойчивость к жесткой воде — рассчитать процент или граммы поверхностно-активного вещества, необходимые для диспергирования в воде кальциевого мыла, образованного из 100 г олеата натрия. В районах с высокой жесткостью воды высокие концентрации ионов кальция и магния, а также содержание минералов могут затруднить практическое применение. Часто ион натрия используется в качестве противоиона синтетического анионного поверхностно-активного вещества. Поскольку ион двухвалентного кальция связан с обеими молекулами поверхностно-активного вещества, это приводит к более легкому осаждению поверхностно-активного вещества из раствора, что снижает вероятность моющего действия.
Исследование стойкости ААС к жесткой воде показало, что на стойкость к кислоте и жесткой воде сильно влияет дополнительная карбоксильная группа, а стойкость к кислоте и жесткой воде увеличивается еще больше с увеличением длины спейсерной группы между двумя карбоксильными группами. . По стойкости к кислоте и жесткой воде глицинат C 12 < аспартат C 12 < глутамат C 12. Сравнивая дикарбоксилированную амидную связь и дикарбоксилированное аминоПАВ соответственно, было обнаружено, что диапазон рН последнего шире, а его поверхностная активность увеличивается при добавлении соответствующего количества кислоты. Дикарбоксилированные N-алкиламинокислоты проявляли хелатирующий эффект в присутствии ионов кальция, а аспартат C 12 образовывал белый гель. Глутамат c 12 показал высокую поверхностную активность при высокой концентрации Ca 2+ и, как ожидается, будет использоваться для опреснения морской воды.
6.11 Дисперсность
Дисперсность относится к способности поверхностно-активного вещества предотвращать коалесценцию и седиментацию поверхностно-активного вещества в растворе.Дисперсность — важное свойство поверхностно-активных веществ, которое делает их пригодными для использования в моющих средствах, косметике и фармацевтических препаратах.Диспергирующий агент должен содержать сложноэфирную, эфирную, амидную или аминосвязь между гидрофобной группой и концевой гидрофильной группой (или между гидрофобными группами с прямой цепью).
Обычно анионные поверхностно-активные вещества, такие как алканоламидсульфаты, и амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как амидосульфобетаин, особенно эффективны в качестве диспергирующих агентов для кальциевых мыл.
Многие исследовательские усилия определили диспергируемость ААС, при этом было обнаружено, что N-лауроиллизин плохо совместим с водой и его трудно использовать в косметических рецептурах.N-ацилзамещенные основные аминокислоты этой серии обладают превосходной диспергируемостью и используются в косметической промышленности для улучшения рецептур.
07 Токсичность
Обычные поверхностно-активные вещества, особенно катионные поверхностно-активные вещества, высокотоксичны для водных организмов. Их острая токсичность обусловлена явлением адсорбционно-ионного взаимодействия ПАВ на границе раздела клетка-вода. Уменьшение КМЦ ПАВ обычно приводит к усилению межфазной адсорбции ПАВ, что обычно приводит к их повышенной острой токсичности. Увеличение длины гидрофобной цепи ПАВ также приводит к увеличению острой токсичности ПАВ.Большинство ААС малотоксичны или нетоксичны для человека и окружающей среды (особенно для морских организмов) и подходят для использования в качестве пищевых ингредиентов, фармацевтических препаратов и косметики.Многие исследователи продемонстрировали, что аминокислотные поверхностно-активные вещества нежны и не раздражают кожу. Известно, что поверхностно-активные вещества на основе аргинина менее токсичны, чем их обычные аналоги.
Брито и др. изучили физико-химические и токсикологические свойства амфифилов на основе аминокислот и их [производных тирозина (Tyr), гидроксипролина (Hyp), серина (Ser) и лизина (Lys)] спонтанного образования катионных везикул и предоставили данные об их острой токсичности для Дафния большая (IC 50). Они синтезировали катионные везикулы бромида додецилтриметиламмония (ДТАБ)/Lys-производные и/или смеси Ser-/Lys-производных и проверили их экотоксичность и гемолитический потенциал, показав, что все ААС и их смеси, содержащие везикулы, были менее токсичны, чем обычное поверхностно-активное вещество DTAB. .
Роза и др. исследовали связывание (ассоциацию) ДНК со стабильными катионными везикулами на основе аминокислот. В отличие от обычных катионных поверхностно-активных веществ, которые часто оказываются токсичными, взаимодействие катионных поверхностно-активных аминокислот оказывается нетоксичным. Катионный ААС основан на аргинине, который в сочетании с некоторыми анионными поверхностно-активными веществами спонтанно образует стабильные везикулы. Сообщается также, что ингибиторы коррозии на основе аминокислот нетоксичны. Эти ПАВ легко синтезируются, имеют высокую чистоту (до 99%), низкую стоимость, легко биоразлагаемы и полностью растворимы в водных средах. Несколько исследований показали, что серосодержащие аминокислотные поверхностно-активные вещества превосходно ингибируют коррозию.
В недавнем исследовании Perinelli et al. сообщили об удовлетворительном токсикологическом профиле рамнолипидов по сравнению с обычными поверхностно-активными веществами. Известно, что рамнолипиды действуют как усилители проницаемости. Они также сообщили о влиянии рамнолипидов на эпителиальную проницаемость макромолекулярных препаратов.
08 Антимикробная активность
Антимикробную активность ПАВ можно оценить по минимальной ингибирующей концентрации. Подробно изучена антимикробная активность ПАВ на основе аргинина. Было обнаружено, что грамотрицательные бактерии более устойчивы к поверхностно-активным веществам на основе аргинина, чем грамположительные бактерии. Антимикробная активность ПАВ обычно повышается за счет присутствия гидроксильных, циклопропановых или ненасыщенных связей внутри ацильной цепи. Кастильо и др. показали, что длина ацильных цепей и положительный заряд определяют величину ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс) молекулы, и они действительно влияют на их способность разрушать мембраны. Метиловый эфир Nα-ациларгинина представляет собой еще один важный класс катионных поверхностно-активных веществ с противомикробной активностью широкого спектра. Он легко биоразлагаем и имеет низкую токсичность или вообще не токсичен. Исследования взаимодействия ПАВ на основе метилового эфира Nα-ациларгинина с 1,2-дипальмитоил-sn-пропилтриоксил-3-фосфорилхолином и 1,2-дитетрадеканоил-sn-пропилтриоксил-3-фосфорилхолином, модельными мембранами и живыми организмами в наличие или отсутствие внешних барьеров показало, что этот класс поверхностно-активных веществ обладает хорошей антимикробной активностью. Результаты показали, что поверхностно-активные вещества обладают хорошей антибактериальной активностью.
09 Реологические свойства
Реологические свойства поверхностно-активных веществ играют очень важную роль при определении и прогнозировании их применения в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую, нефтедобывающую, средства личной гигиены и ухода за домом. Было проведено множество исследований для обсуждения взаимосвязи между вязкоупругостью аминокислотных поверхностно-активных веществ и cmc.
10 применений в косметической промышленности
ААС используются в рецептурах многих продуктов личной гигиены.N-кокоилглицинат калия оказывает мягкое воздействие на кожу и используется при чистке лица для удаления грязи и макияжа. н-ацил-L-глутаминовая кислота имеет две карбоксильные группы, что делает ее более водорастворимой. Среди этих ААС при чистке лица для удаления шлаков и макияжа широко используются ААС на основе жирных кислот С 12 . ААС с цепью C 18 используются в качестве эмульгаторов в продуктах по уходу за кожей, а соли N-лаурилаланин, как известно, создают кремообразную пену, которая не раздражает кожу и поэтому может использоваться в рецептурах продуктов по уходу за детьми. ААС на основе N-лаурила, используемые в зубной пасте, обладают хорошей моющей способностью, аналогичной мылу, и сильной ингибирующей активностью ферментов.
За последние несколько десятилетий выбор поверхностно-активных веществ для косметики, средств личной гигиены и фармацевтических препаратов был сосредоточен на низкой токсичности, мягкости, нежности на ощупь и безопасности. Потребители этих продуктов остро осознают потенциальное раздражение, токсичность и факторы окружающей среды.
Сегодня ААС используются в рецептурах многих шампуней, красок для волос и мыла из-за их многочисленных преимуществ перед традиционными аналогами в косметике и средствах личной гигиены.Поверхностно-активные вещества на белковой основе обладают желательными свойствами, необходимыми для продуктов личной гигиены. Некоторые ААС обладают пленкообразующими свойствами, тогда как другие обладают хорошими пенообразующими свойствами.
Аминокислоты являются важными природными увлажняющими факторами рогового слоя. Когда эпидермальные клетки умирают, они становятся частью рогового слоя, а внутриклеточные белки постепенно разлагаются до аминокислот. Эти аминокислоты затем транспортируются дальше в роговой слой, где они поглощают жир или жироподобные вещества в роговой слой эпидермиса, тем самым улучшая эластичность поверхности кожи. Примерно 50% естественного увлажняющего фактора кожи состоит из аминокислот и пирролидона.
Коллаген, распространенный косметический ингредиент, также содержит аминокислоты, которые сохраняют кожу мягкой.Проблемы с кожей, такие как шероховатость и тусклость, во многом связаны с недостатком аминокислот. Одно исследование показало, что смешивание аминокислоты с мазью облегчает ожоги кожи, а пораженные участки возвращаются в нормальное состояние, не превращаясь в келоидные рубцы.
Также было обнаружено, что аминокислоты очень полезны для ухода за поврежденной кутикулой.Сухие, бесформенные волосы могут свидетельствовать о снижении концентрации аминокислот в сильно поврежденном роговом слое. Аминокислоты обладают способностью проникать через кутикулу в стержень волоса и впитывать влагу из кожи.Эта способность поверхностно-активных веществ на основе аминокислот делает их очень полезными в шампунях, красках для волос, смягчителях волос, кондиционерах для волос, а присутствие аминокислот делает волосы сильными.
11 Применение в повседневной косметике
В настоящее время во всем мире растет спрос на моющие средства на основе аминокислот.Известно, что ААС обладают лучшими очищающими, пенообразующими и смягчающими свойствами, что делает их пригодными для использования в бытовых моющих средствах, шампунях, средствах для мытья тела и других применениях.Сообщается, что амфотерный ААС, производный аспарагиновой кислоты, является высокоэффективным детергентом с хелатирующими свойствами. Было обнаружено, что использование моющих ингредиентов, состоящих из N-алкил-β-аминоэтоксикислот, уменьшает раздражение кожи. Сообщалось, что жидкий моющий состав, состоящий из N-кокоил-β-аминопропионата, является эффективным моющим средством для удаления масляных пятен на металлических поверхностях. Также было показано, что поверхностно-активное вещество на основе аминокарбоновой кислоты C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa обладает лучшими моющими свойствами и используется для чистки текстиля, ковров, волос, стекла и т. д. 2-гидрокси-3-аминопропионовая кислота-N,N- Известно, что производное ацетоуксусной кислоты обладает хорошей комплексообразующей способностью и, таким образом, придает стабильность отбеливающим агентам.
Кейго и Тацуя сообщили в своем патенте о приготовлении моющих составов на основе N-(N'-длинноцепочечного ацил-β-аланил)-β-аланина, обеспечивающего лучшую моющую способность и стабильность, легкое разрушение пены и хорошее смягчение ткани. . Као разработал рецептуру моющего средства на основе N-ацил-1-N-гидрокси-β-аланина и сообщил о низком раздражении кожи, высокой водостойкости и высокой способности удалять пятна.
Японская компания Ajinomoto использует малотоксичные и легко разлагаемые ААС на основе L-глутаминовой кислоты, L-аргинина и L-лизина в качестве основных ингредиентов шампуней, моющих средств и косметики (рис. 13). Также сообщалось о способности ферментных добавок в рецептурах моющих средств удалять белковые загрязнения. Сообщалось, что N-ацил-ААС, полученные из глутаминовой кислоты, аланина, метилглицина, серина и аспарагиновой кислоты, используются в качестве превосходных жидких моющих средств в водных растворах. Эти поверхностно-активные вещества совершенно не повышают вязкость даже при очень низких температурах и могут легко переноситься из емкости для хранения вспенивающего устройства для получения однородных пен.
Время публикации: 9 июня 2022 г.