Chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

285
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Có nhiều lý do để chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide được sử dụng ngày càng tăng trong hai thập kỷ qua. Giả sử sự phát triển bền vững của nền văn minh chúng ta đòi hỏi rằng tỷ lệ suy giảm các nguồn tài nguyên khó phục hồi, chẳng hạn như nhiên liệu hóa thạch và khoáng chất, nên được làm chậm lại .

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide

I,Chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide A,Giới thiệu: Có nhiều lý do để chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide được sử dụng ngày càng tăng trong hai thập kỷ qua. Giả sử sự phát triển bền vững của nền văn minh chúng ta đ òi hỏi rằng tỷ lệ suy giảm các nguồn tài nguyên khó phục hồi, chẳng hạn như nhiên liệu hóa thạch và khoáng chất, nên được làm chậm lại . Điều này có nghĩa là cơ sở tài nguyên đó của nhân loại phải được bảo tồn và nâng cao . Trong bối cảnh này, nhiên liệu sinh học có vẻ là có giá trị lớn như là một nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa chất. Các thành phần chính là mono-và polysaccharides,và tinh bột. Lợi thế lớn của họ trên nguyên liệu hóa dầu là chúng không gây nguy hiểm đáng kể về mặt độc tính cấp tính hoặc mãn tính đến sức khỏe con người và môi trường. Đây là lý do tại sao hóa chất dựa trên saccharide đáp ứng yêu cầu môi trường đối với nguyên liệu: họ dễ phân hủy sinh học, và thỏa mản các nguyên tắc của hóa học xanh. Mono-Disaccharides là những chất cao phân tử. Chúng được sản xuất với khối lượng lớn, với độ tinh khiết cao, và tương đối rẻ . Họ có thể được, dùng làm chất nền ưa nước để tổng hợp của bề mặt nonion. Năm 1999, sản xuất tr ên toàn thế giới đã được khoảng 3,6-3.800.000 tấn, nghĩa là,gần khoảng 38% tổng sản lượng chất hoạt động bề mặt , chiếm tới ba phần tư số nhiên liệu sinh học của thế giới. Người ta ước tính rằng khoảng 400 tỷ tấn đường được sản xuất hàng năm. -Phần lớn các chất HĐBM nonion thường được oligooxythylene và oxypropylene chuỗi có chứa các hợp chất thu được trong phản ứng của oxirane (ethylene oxit) hoặc methyloxirane (propylene oxit) với đầu kỵ nước trung gian có chứa một nhóm chức có chứa một nhóm chức với một nguyên tử hydro đang hoạt động.Chỉ gần đây, các phản ứng trực tiếp của oxirane với este methyl acid béo trong sự hiện diện của chất xúc tác không đồng nhất được báo cáo. Tuy nhiên, oxirane, một chất khí không màu hoặc lỏng, là độc hại, dễ bắt lửa, nổ và phân hủy thành carbon monoxide và methane. Hơn nữa, nó có thể polymer hóa sự hiện diện của các phân tử tập trung và tỏa một lượng lớn nhiệt. Vì vậy, một oxirane có thể gây nguy hiểm cho người dân và cả môi trường Đối với tất cả những lý do này,thì dễ tiếp cận nhất là Disaccharides-glucose, fructose, sacharose, lactose, maltose, và cellobioseseem được coi là những nguyên liệu có giá trị, thay thế cho oxirane, để tổng hợp chất hoạt động dạng nonion. Trong thực tế, nó gần đây đã được báo cáo rằng 63 sản phẩm chính của bề mặt được thương mại hóa, 14 được dựa hoàn toàn vào vật liệu tái sinh (bao gồm cả đường este axit béo, polyglycosides alkyl, và glucamides alkyl), và 21 được làm từ hóa dầu và nguyên liệu tự nhiên. Hơn nữa, báo cáo chỉ ra rằng sự tăng trưởng của tiêu dùng chất hoạt động bề mặt carbohydrate ở phía tây Châu Âu tăng từ khoảng 20.000 tấn trong những năm 1990 đến 60.000 tấn vào đầu năm 1997. Trong chất hoạt động bề mặt dựa trên saccharide, một nửa số carbohydrate được gắn vào một đầu kỵ nước, bình thường trong chuỗi hydrocarbon của một axit béo chuỗi d ài rượu béo hay amin béo, bởi một trong hai nguyên tử oxy (như trong đường este axit béo, trong alkylpolyglycosides, hoặc, như báo cáo gần đây, trong vòng acetal-loại chất hoạt động bề mặt từ đường) hoặc do nguyên tử nitơ (như trong alkylaldosyl-N-amin và dẫn xuất của họ, N-alkanoyl-N-methylglucamines, và N-alkylaldo namides. Đường, acid béo, este rơi vào các lớp bề mặt este polyol. Tổng hợp của họ là một ví dụ về sự tổng hợp Nonselective 1
vì nhiều lý do: mono-và Disaccharides chứa cả tiểu và trung nhóm hydroxyl nên tạo sự khác biệt trong phản ứng của họ; cấu hình của các nhóm hydroxyl là một yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ hình thành este; và, cuối cùng, liên kết hóa học bên trong các phân tử, xãy ra các quá trình chuyển đổi phức tạp. Đây là lý do tại sao các sản phẩm phản ứng là hỗn hợp của mono-và polyeste. Gần đây, nó đã cho thấy rằng việc sử dụng các enzym như là chất xúc tác trong tổng hợp các axit béo este đường đã dẫn đến sự giảm mức độ độc hại của sản phẩm và tăng cường các chức năng khác của chúng. Ankyl polyglycosides cũng khá phức tạp, các hợp chất hỗn hợp đồng phân với các số khác nhau của các đơn vị glucose trong phân tử của họ. Trong thời gian phản ứng của glucose với rượu béo (hoặc transglycosidation của chuỗi ngắn polygycosides alkyl), một số đồng phân đ ược tạo thành: a và h anomers, 1! 4 - và 1! 6-oligomers đường liên kết (1 2 -! Và 1! 3-hợp chất liên kết cũng có mặt), và đồng phân vòng. Mặt khác, N-saccharide được liên kết trên chất hoạt động bề mặt là các hợp chất đơn lẽ với cấu trúc hóa học xác định. Điều này đạt được bằng cách sử dụng nhóm aldehyde để làm giảm các loại đường (aldoses) như là các công thức của phản ứng.Có ba phản ứng là có thể xảy ra và đã được khai thác. Một là phản ứng của alkylamines với aldoses, thường là mono-và Disaccharides tạo sản phẩm N- alkylaldosylamines . Các sản phẩm phản ứng có thể được thêm acylated hoặc ôxy hóa; trong trường hợp thứ hai là các sản phẩm N-alkyl-1-amino-1-deoxy-D-alditols . Phản ứng này thường được gọi là phản ứng amin hóa. Cách thức của phản ứng thứ ba là sự ôxi hóa những andoza tới aldonic axít, mà trong mẫu (dạng) này hay của những lacton của họ phản ứng lại với chuỗi dài N -. alkylamines để cho N - alkylaldonamides. Việc sử dụng các chức năng nhóm cacbonyl của aldoses như là một trung tâm phản ứng có một số lợi thế: (1) không có nhu cầu bảo vệ các nhóm hydroxyl để có được các hợp chất riêng lẽ. (2) Các chuỗi hydrocarbon được liên kết với nguyên tử cacbon C-1 (trung tâm anomeric) của phân tử carbohydrate. (3) phản ứng hoàn nguyên amin là một trong những lựa chọn, mà không liên quan đến depolymerization của di-và polysaccharides. Cả hai N-alkylaldosylamines và N-alkyl -1- amin-1-deoxy-D-alditols, giống như các axít aldonic, đã được sử dụng làm chất trung gian cho cho việc tổng hợp chất hoạt động bề mặt saccharide nonion. Các chủ đề chính của chương này là các chất hoạt động dựa trên saccharide có chứa nhóm amide. Saccharide bề mặt với một nguyên tử ôxy như là một liên kết giữa các gốc đường và nhóm kỵ nước là chủ đề của chương nói đến. I,N-ALKANOYL-N-ETHYLGLUCAMINES VÀ N-METHYLLACTITOLAMINES Các hợp chất tiêu đề thuộc về một họ amides axít béo. Các quan tâm đến loại bề mặt nonion đã tăng sau khi Hildreth xuất bản cuốn sách nói về hợp chất ND-gluco-N- methylalkanamide, mặc dù một số bằng sáng chế về tổng hợp các sản phẩm đó để sử dụng như chất tẩy rửa xuất hiện sớm hơn nhiều. Sau Hildreth, hang loạt sách đề cập đến những bề mặt đã được xuất bản. Thật không may, một loạt các cấu trúc hóa học, đề xuất danh pháp, và từ viết tắt đã được sử dụng để mô tả các hợp chất được xem xét, điều này đã dẫn đến một số nhầm lẫn. Hình 1 cho các ví dụ về công thức hóa học của đường. 2
FIG. 1 Acyclic (I- III) and cyclic (IV -V) structures of D-glucose derivatives. Điều này là do đường tồn tại trong cả hai vòng xoắn và hình thức tuần hoàn. Các mẫu vòng xoắn có thể được đại diện bởi một cấu trúc chuỗi mở, mà không hay với mô tả của hình dạng 2 chuỗi xoắn vòng. Cấu trúc vòng và dạng hình ghế với cấu trúc pyranose dị vòng của một hemiacetal. Cấu trúc IV và V có nguồn gốc từ các hình thức tuần hoàn của monosaccharides. Thông thường tên gọi khác nhau, như: ND-gluco-N-methylalka-acyclic (I-III) và tuần hoàn (IV-V) cấu trúc của D-derivatives.namides đường , N-alkanoyl-N- methylglucamines, N-alkanoyl-N-methylglucosamines , alkylmethylglucamides , acid béo N-methylglucamides , acyl-N-methylglucamides , amides đường , hoặc glucamides đã được sử dụng. Một số từ viết tắt cũng đã được đề xuất: Mega-n (n = số lượng nguyên tử cacbon trong chuỗi acyl, bao gồm các nguyên tử cacbonyl) , Mega-n , Cn-MGA, và GA. Theo danh pháp IUPAC của, các danh pháp có hệ thống để thảo luận là hợp chất N- alkanoyl-N-methyl-1-amino-1-deoxy-D-glucitols. Trong phần này, các tên thông thường thường N-alkanoyl-N-methylglucamines và N-alkanoyl-N-methyllac-litolamines sẽ được sử dụng, vì chúng dường như được lựa chọn bởi đa số các tác giả.Tổng hợp các N- alkanoyl-N-methylglucamines là một quá trình bao gồm hai bước như trong hình 2. 3
FIG. 2 S ynthetic routes for the preparation of (a) N -methylglucamine (VIII) and N - methylglucosylamine (IX) and (b) N -alkanoyl -N-methylglucamines (X). Trong bước đầu tiên (hình 2a), đường VI (hoặc maltose, lactose) phải trải qua một phản ứng với C1-alkylamines C4, thích N-methylamine, tại một tỷ lệ mol của khoảng 1:01 đường amin trong một methanol, ethanol, hoặc 1,2-propane-FIG. 2 tổng hợp các tuyến đường cho việc chuẩn bị (a N)-methylglucamine (VIII) và N-methylglucosylamine (IX) và (b) N-alkanoyl-N-methylglucamines (X) diol dung môi, ở nhiệt độ khác nhau, từ 30jC để 60jC cho 1 -- 10 giờ. Việc tạo thành sản phẩm trung gian VII, hòa tan trong dung môi được đề cập, phản ứng với khí hydro trong sự hiện diện của một chất xúc tác ở nhiệt độ giữa 40jC và 120jC. Sau khi hoàn thành phản ứng, chất xúc tác, nước, dung môi, và alkylamine không phản ứng được loại bỏ, và gần như N-methyl (alkyl) glucamine VIII thu được là nguyên chất. Trên quy mô thí nghiệm, lượng imine trung gian VII có thể giảm do sự có mặt của các muối Bohiđrua natri (NaBH4) hay cyanoborohydride natri (NaCNBH3).Trên quy mô công nghiệp, khí hydro và các chất xúc tác kim loại như Ni hoặc Pd / C thường được dùng nhất. Khi imines tạo thành thường không ổn định, và như vậy là khó có thể cô lập, cách thuận tiện nhất để có được N-alkylglucamines là tổng hợp và làm giảm imine trong một phản ứng. N-Alkylglucamines là chất rắn tinh thể, ổn định trong nước và khá ổn định nhiệt. Mặt khác, các imines trung cấp và tương ứng N-alkyl-a, HD-aldosylamines IX dễ phải thủy phân và phản ứng do sự đồng phân hóa, trong đó có sự sắp xếp lại các Amadori. Giải pháp của họ là khi nung nóng nước, màu sắc thay đổi và trở thành màu vàng rồi sang nâu. Cơ chế của việc sắp xếp lại Amadori, lấy đường XI là một ví dụ ở Hình 3, giải thích sự hình thành của 1-methyl-1-amino-1-deoxy-2-ketose XIV từ imine trung gian XII. Các sản phẩm tổng hợp khác có chất lượng thấp của N- alkylgluamines cũng có thể được tạo thành. Vì vậy, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để có được N-lkylglucamines (còn gọi là N-alkylaminopolyols) với mùi thấp và đặc tính màu thấp. Trong bước thứ hai, N-alkylglucamines, tốt hơn là N-methylglucamine, phản ứng với este axit béo, ưa chuộng nhất là các acid béo este methyl từ C6-C20, để tạo thành amide X mong muốn (hình 2b). 4
Phản ứng này được thực hiện khi có mặt xúc. Hildreth sử dụng anhydride: hỗn hợp đ ược hình thành từ các axít béo và chloroformate ethyl sự hiện diện của pyridin, và thực hiện các phản ứng trong dung môi methanol. Trên quy mô công nghiệp, sản lượng cao của amides có thể đạt được trong một phản ứng của este methyl acid béo và N- methylglucamine, trong một dung môi hữu cơ hydroxy methanol tốt, trong sự hiện diện của chất xúc tác cơ bản, chẳng hạn như natri cacbonat, natri silicat hay methoxide natri, ở nhiệt độ từ khoảng 40-100jC .Sự chuyển hóa cao của tác chất và hình thành tối thiểu của sản phẩm đã đạt được bằng cách tiến hành các phản ứng trong MeOH-NaOMe tại 80jC . Amides cũng đã được tổng hợp từ N-lkylpolyhydroxyamines thu được từ hỗn hợp glucose và maltose Sự hiện diện của ngay cả một lượng nhỏ N-.methylglucamine trong sản phẩm cuối cùng là không mong muốn như là amin thứ cấp có thể trải qua một phản ứng N-nitrosation, dẫn đến các hợp chất N-nitroso (gọi là nitrosamines) (hình 3 XVI). Phản ứng này xảy ra khi amin thứ cấp được xử lí bằng acid nitơ, được hình thành trong môi trường như là một sản phẩm của vi sinh vật, giảm các nitrat. Khí NO, N2O3, N3O4 và cũng có thể phản ứng với amin thứ cấp để cung cấp cho các hợp chất N -nitroso. N- methyl-N-nitrosoglucamine là một hợp chất gây ung thư. Để tránh việc sản xuất thậm chí nhỏ lượng N-methylglucamine không phản ứng, sản phẩm cuối cùng là phải chịu sự phản ứng với anhydrit axetic và hình thành các amides có hai phân tử bị thay thế nên không gây nguy hiểm cho sức khỏe con người; như vậy, họ có thể ở lại trong sản phẩm cuối cùng. Việc chuẩn bị N-alkanoyl-N-methyllactitolamines đã được báo cáo gần đây .Cách thức tổng hợp của họ khác với của N-alkanoyl, sự tổng hợp N-methyllactitolamine trong bước phản ứng thứ hai; trong bước đầu tiên N.-Methylglucamine tồn tại trong lactozo tạo phản ứng amin hóa tương tự được thể hiện như trong hình. 2a. Chuỗi dài acyl clorua được sử dụng cho phản ứng amin hóa của N-methyllactitolamine (XVII, hình 4) FIG. 3 Nitrosamine (XVI) formation. (From Ref. 46.) 5
FIG.4 S ynthesis of N -alkanoyl -N-methyllactit olamines (XVIII) from N -methyl - lactitolamine (XVII). (From Ref. 49.) Và phản ứng được tiến hành trên bề mặt dimethylformamide (DMF) được sử dụng như là chất xúc tác triethylamine ở nhiệt độ 5-10jC trong 2 giờ.Năng suất của sản phẩm tinh khiết XVIII được cho ở hình 5. Sự tổng hợp các N-alkanoylNethyllactitolamines (XVIII) từ N-methyl-lactitolamine (XVII), viết tắt là MELA-n đã được đề xuất, bao gồm 97% cho N-dodecanoyl-N-methyllactitolamine (MELA-12) tới 57% cho N-octadecanoyl-N- methyl-lactitolamine (MELA-18). Một con đường thú vị khác đễ điều chế N-alkanoyl-N- alkylglucamines qua phản ứng amide hóa nhờ xúc tác enzyme do Maugard đưa ra. Họ đã thực hiện phản ứng, ví dụ, N-methylglucamine với oleic acid amin axit theo tỉ lệ 1:1, trong dung môi 2-methyl-2-butanol ở 90jC. Một chuyển đổi 100% và năng suất amides cao đã được quan sát thấy. Các sản phẩm, thể hiện trong hình. 6, là: N-oleylN- methylglucamine XX ,6-O-oleyl-N-methylglucamine XXI, và 1-N-6-O-dioleyl-N- methylglucamine XXII.N-Alkanoyl-N-methylglucamines là những sản phẩm thương mại. 6
FIG. 6 Enzymatic synthesis of oleyl -N-methylglucamines. (From Ref. 50.) Năng suất sản xuất của họ là khoảng 30,000-50,000 tấn / năm, và các nhà sản xuất là Pfizer và Hatco tại Hoa Kỳ và Clariant (trước đây là Hoechst) ở Đức. Dự kiến việc sử dụng của họ sẽ tăng trưởng 15% tại Hoa Kỳ và 20% ở phía tây Châu Âu. Procter và Gamble đầu tiên phát triển công nghệ sản xuất alkanoylglucamine và sử dụng làm chất tẩy rửa dung trong hộ gia đình. a,Tính chất sinh hóa: Như đã đề cập ở trên, alkanoyl-N-N-methylglucamines và-lactitolamines là những chất tinh thể. Bất ngờ hơn, những amides chỉ hòa tan một ít trong nước. Nó đã được quan sát thấy rằng 0,2 wt% C11-C14-N-methylglucamines đã không hòa tan trong nước ở 25jC . MELA-10, 12, 14 dễ dàng hòa tan trong nước ở nồng độ 0,1% wt, trong khi MELA-16 và 18 hòa tan ở cùng một nồng độ khi nóng lên, nhưng kết tủa khi làm lạnh đến 25jC.Những tinhd chất hoạt động bề mặt của chúng và sự hình thành mixen đã được nghiên cứu bằng cách tán sắc ánh sang, sự hấp thụ, độ hấp thu huỳnh quang, phép đo nhiệt lượng, đo mật độ dung dịch nước và sức căng bề mặt...Những kết quả thu được có thể tóm tắt như sau: 7
1.Một tính năng đặc trưng của nonion được mô tả là trong dung dịch nước không hiển thị điểm đám mây, ngay cả khi nước nóng đến độ sôi. Điều này cho thấy một cơ chế khác nhau của sự tương tác của các nhóm hydroxyl của phân tử bề mặt với các phân tử n ước, giữa các chuỗi oligooxyethylene của rượu polyoxyethelene và các phân tử nước. 2.Rỏ ràng điểm Krafft đã được quan sát và xác định cho cả Mega và loạt MELA. Giá trị của họ được thu thập trong bảng 3. Hấp phụ thuộc tính: mặt tập trung quá mức (GCMC) và diện tích tối thiểu cho mỗi phân tử ở giao diện nước-không khí hiển thị cấu trúc hơi khác nhau. Trong loạt 11-14 Mega, GCMC tăng nhẹ với tăng alkyl dài chuỗi, do đó gây ra Amin giảm. Trong loạt MELA, GCMC và Amin giá trị thực tế không thay đổi với sự gia tăng chuỗi alkyl. Nồng độ mixen giảm với chiều dài chuỗi alkyl trong loạt Mega, trong khi nó gia tăng (đối với C10 đến C14) và sau đó là hầu như không đổi (cho C14 đến C18) trong loạt MELA. 4. Các giá trị nồng độ quan trọng của micelle (CMCs), thể hiện trong Bảng 1, 8
tương tự như của rượu polyoxyethylene so sánh với độ dài chuỗi alkyl và oxyethylene. Quan sát này đúng với cả hai chuỗi alkyl ngắn (Mega-8, 9, 10) và dài hơn (Mega-11, 12, 13, 14) .Kích cỡ của các nhóm kỵ nước, nghĩa là, số lượng các nhóm hydroxyl trong đường, ảnh hưởng không đáng kể đến giá trị CMC. Các kết quả được trình bày cho thấy một số tính chất của chất hoạt động bề mặt Mega và MELA khác nhau đến một mức độ nào đó trong rượu polyoxyethylene. Nó đã được nhấn mạnh rằng sự tương tác của các nhóm hydroxyl trong carbohydrate với các phân tử nước là của một cơ chế khác nhau từ đó trong trường hợp nonionc thường, trong đó tính kỵ nước phát sinh từ sự hình thành hai liên kết hiđrô giữa các nước và một nhóm oxyethylene.Nhóm amide trong phân tử của bề mặt tăng cường tính hòa tan của chất hoạt động bề mặt. b. Thuộc tính và những ứng dụng Xét về tính hiệu quả, kết quả của nghiên cứu về khả năng tạo bọt và thấm ướt của Mega và MELA đã được công bố. Một thuộc tính thú vị là khả năng tạo bọt phụ thuộc vào số các nhóm CHOH trong phân tử chất hoạt động bề mặt đã được tìm thấy: chiều cao xốp (tức là, khối lượng) tăng theo thứ tự: C12-N-methylglyceramine
(3) Sự trong suốt trong vùng UV cho phép phát hiện các quang phổ của protein; (4) Các thành phần hóa học được xác định và độ thuần khiết cao có thể sản xuất được ở ngay phòng thí nghiệm. Ngoài ra, chúng đang được thương mại với chi phí tương đối thấp. Rất nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp chất Mega có thể tỏ ra hữu ích cho những chất hoạt động bề mặt nhẹ, kháng nguyên, và những hoạt động khác. Từ điểm nhìn của bảo vệ môi trường, số phận của các hợp chất Mega và MELA trong môi trường và tác động của họ lên các quần thể sinh vật sống ở nước có giá trị quan trọng. Một nghiên cứu toàn diện về chất hoạt động bề mặt Mega được thực hiện bởi Stalmans, Procter và Gamble. Các tác giả tìm hiểu khả năng phân hủy sinh học của Mega-12, MEGA-12/14, và Mega-14, cũng như độc tính và tính nhạy cảm ảnh hưởng đến các loài động vật thủy sinh. Hình 7 trình bày sự phân hủy sinh học của 14C-radiolabeled Mega-12 trong một lô sinh khối bùn kích hoạt (BAS) thử nghiệm. Qua thí nghiệm này ta thu được kết quả: trung bình có 94% 14C đã được phục hồi cũng như 14CO2; sau 28 ngày,chúng bị phân hủy nhanh chóng dưới lớp bùn đã được hoạt hóa. Bảng tóm tắt của độc tính cấp tính và mãn tính cho một số đại diện của các chất phân hủy sinh học trongdung dịch nước được trình bày trong Bảng 2. TABLE 2Summary of Acute and Chronic Toxicity Test Results for Glucose Amide SpeciesC12 glucose amideC12/14 glucose amideC14 glucose amide _____________________________________________________________________________________________ Invertebrates: EC50 (48 h) Daphnia magna 44.3(37.5-52.8) 18 (16-21)5.0(3.3-9.2) a NOEC (21 d) Daphnia magna ND4.3(survival ) ND Fish LC50 (96 h) Pimephales promelas 39.1(30.7-51.1) ND2.9(2.4-3.7) LC50 (96 h) Brachydanio rerio ND 7.5(No. CI)ND a NOEC (21 d) Pimephales promelas ND4 .8(hatching )ND Algae: EC50(96 h) Selenastrum capricornutum 56.8(50.4-63.9) 12.6(11.6-13.6)3.9 (2.5-6.4) NOEC(96 h ) Selenastrum capricornutum 21.35.62.9 Activated sludge (Oxygen consumption inhibition test) EC50(3 h) Activated sludge inoculum 115(83 -224) ND __________________________________________________________________________________________ a M ost sensitive end point, analy tically confirmed. All data are expressed in mg/L. Values between brackets are the 95% confidence intervals (CI). ND: not determined. Source: Ref. 28 with permission of the Verlag fur Chemische Industrie. 10
Các giá trị độc tính thay đổi theo thứ tự: chuỗi alkyl càng lớn độc tính càng cao.Một số nghiên cứu khác củng đi đến kết luận rằng chất hoạt động bề mặt MELA có thể đ ược coi là dễ dàng phân hủy. Các hoạt động kháng khuẩn của MELA đã được xác định trên ba loại khuẩn đại diện:n vi khuẩn Gram dương (B. cereus, S. aureus, S. trắng), vi khuẩn Gram âm (E. coli, S. marcescens, P. putida) và men S cerevisiae. Các kết quả được thu thập trong Bảng 4. Từ những dữ liệu, có thể rút ra một kết luận rằng chất hoạt động bề mặt MELA hoàn toàn không gây hại cho các khuẩn có lợi như khuẩn gram âm. Ngoại trừ MELA-10, các amides với chuỗi alkyl đều có hoạt tính kháng khuẩn nhẹ các khuẩn S.trắng, E. coli, và putida P. Nó cũng được coi là ít độc hại đối với vi khuẩn gram dương hơn rượu polyoxyethylene thường và polyglycoside của các chất hoạt động alkyl Glucopon 600 EC / HH. Nói cách khác, chúng có vẻ không có hại đến môi trường. N - ALKYLALDO(BIO)NAMIDES. A, Sự Tổng hợp và những thuộc tính. Các danh pháp của N-alkylaldonamides khá đơn giản và không lộn xộn, như là những cái tên thông thường được chấp nhận bởi các quy tắc IUPAC . Amides bắt nguồn từ Disacarit, ví dụ như, lactose hoặc maltose được đặt tên là: N-alkyllactobiona-mides và N- lkylmaltobionamides (cũng như: N-alkylaldotrionamides khi thu được từ maltotriose là những ví dụ). Lớp chất hoạt đông bề mặt này được tổng hợp từ axít aldonic hoặc lactones và những amin sơ cấp hoặc amin thứ cấp chứa ít nhất một chuỗi thay thế dài. Axit Aldonic thu được từ quá trình oxy hóa mono-, di-, và oligosaccharides với một trong hai halogen (thường là brôm, iốt, hoặc hypobromite và hypoiodite kali) hoặc các muối canxi, trong dung dịch nước trung tính hoặc trong hệ dung môi nước-methanol, hoặc sử dụng phương pháp điện phân, đây là những cách được thực hiện một cách dễ dàng và thu được những muối và axit mong muốn với năng suất lẩn độ thuần khiết cao. Các tác chất phản 11
ứng thứ hai-N-alkyl-hoặc N, N-dialkylamines-là những sản phẩm thương mại sản xuất bởi các ngành công nghiệp hóa dầu. Việc tổng hợp các N-alkylaldo namides khá đơn giản, như trong hình. 11: D-Glucono-1 ,5-lacton XXXVII, glucohep-tono-1 ,4-lacton XXXIX, lactonic axit XLI, và maltono-1 ,5- lacton XLIII cho phản ứng với N-alkylamines hoặc N - alkyl-N-methylamines để có được những sản phẩm mong muốn N-alkylgluconamides XXXVIII một hoặc N-alkyl-N-methyl - gluconamides XXXVIII b, N-alkylglucoheptonamide xla hoặc N-alkyl - methylglucoheptonamide XLB, N-alkyl-N-ethyllactobionamides XLIIand N- alkylmaltobionamides XLIV, tương ứng. Những phản ứng chủ yếu được thực hiện bằng cách sử dụng methanol như một dung môi ở nhiệt độ trong khoảng thời gian 20-24 h.các sản phẩm thô thu được là những tinh thể màu trắng sau khi cho phản ứng lặp đi lặp lại, thường là từ methanol, hoặc hỗn hợp methanol-nước, hoặc thanh lọc thêm bởi sắc ký cột, tiếp theo recrystal hóa bằng MeOH-MeCN. Thông thường tổng hợp các N- alkylgluconamides với chiều dài chuỗi alkyl từ C8 đến C14 . Sản phẩm amides thu được ít tan trong nước. Trong những năm gần đây, các hướng nghiên cứu tập trung vào chất hoạt động bề mặt và một số đặc tính của N-alkylaldo namides và N-alkyl-N-methylaldo namides. N- Alkylmaltobionamides XLIV, N-alkyllactobio-namides XLIIa , và N- alkylglucoheptonamides XL đã được tổng hợp. Các cấu trúc của các hợp chất mô tả đã được xác nhận qua 1H NMR, và độ tinh khiết của họ đã được kiểm tra, phân tích nguyên tố.Độ hấp phụ và các chỉ số micelle hóa thu được từ các phép đo sức căng bề mặt được thu thập trong Bảng 5. Tính hòa tan của các hợp chất này trong nước phụ thuộc cả hai nhóm gốc chính là đường và độ dài chuỗi alkyl. MAL-Cn bề mặt được hòa tan ở nồng độ 10%, ngoại trừ MAL-18 (và C12-GA), mà là không hòa tan ngay cả ở nồng độ 0,1%. Nó bật ra rằng việc giới thiệu một nhóm CHOH bổ sung cho các phân tử đ ường, như trong N- octylglucoheptonamide, không nâng cao tính hòa tan của nó. Ngược lại, nó đã ước tính rằng các nhóm CHOH gây ra một hiệu ứng kỵ nước tương tự với các nhóm CH2 trong chuỗi alkyl chính của Cn-MGA. Hai loại phaan tử N-alkyl-N-methylgluconamides XXXVIIIb và N-alkyl-N- methyllactobionamides XLIIb-đã được tổng hợp. Các hướng tổng hợp và độ dài chuỗi alkyl theo sơ đồ phản ứng như trong hình. 11. Cấu trúc hóa học của họ đã được xác định bằng quang phổ 1H NMR và độ tinh khiết của họ đã được kiểm tra bằng cách phân tích nguyên tố và khối lượng ion hóa điện tử quang phổ.Và đi đến các kết luận về tính hòa tan / mối quan hệ cấu trúc hóa học. N-alkyl-N-methylgluconamides có điểm Krafft thấp hơn so với N-alkylgluconamides và N-alkyllactobionamides. Khi chèn một nhóm methyl vào các mối liên kết amide sẽ nâng cao tính hòa tan của amides. Sự hiện diện của một liên kết đôi trong chuỗi acyl, như trong N-oleyl-N-methylamides, làm giảm điểm Krafft. Một số các nhà khoa học đề xuất việc sử dụng các chất tẩy rửa có chứa N-alkyl-hoặc N, N-dialkyllactobionamides và / hoặc N-alkyl-hoặc N, N-dialkylmaltobionamides, để làm sạch bề mặt vải cứng. N-Alkylmaltobionamides cho thấy khả năng tách các vết dầu (octane)-trong-nhũ tương nước. Kết quả tốt nhất từ các nghiên cứu về sự ổn định nhũ tương đã đạt được với MAL-C18. C12-C12-MGA và MLA chứng tỏ khả năng và sự tạo bọt xốp ổn định. 12
Các kết quả sơ bộ của các nghiên cứu về các thuộc tính môi trường của Cn-MGA và Cn- MLA bề mặt đã được nêu ra. Cả hai loại chất HĐBM Cn-MGA và Cn-MLA thực tế không có tính kháng các loại khuẩn gram-(aureus S., B. subtilis, S. trắng) và gram-âm (E.coli, S. marcescens, P. putida) , vi khuẩn , các loại nấm S. cerevisiae, citrinum P., và A. niger. Các kết quả được thu thập trong Bảng 7. Một loạt các hợp chất khác với cấu trúc XC thu được bằng cách acetone hóa 1,5-D- gluconolactone với octanal, 2-octanone hoặc 2-undecanone theo sau bởi quá trình amide hóa với mono ethanol- amin, diethanol- amin, hoặc morpholine. Các hợp chất được mô tả đều tan tốt trong nước và hình thành mixen. M ột cách tương ddooois là nó có hiệu quả cao trong việc làm giảm sức căng bề mặt, một thành công lớn của sự nổ lực là đã sử dụng đường củng như là một polyol cho các phản ứng acetone hóa và sau đó đường tác dụng với các chuỗi dài aldehyde. Đễ tổng hợp các hợp chất XCI (hình 26), các nhóm hydroxyl của đường được bảo vệ bởi phản ứng acetyl hóa và sau đó đường phản ứng với aldehyde. Sau khi phản ứng kết thúc ta loại bỏ nhóm O- acetyl đễ thu được các sản phẩm chất hoạt đông bề mặt mong muốn.Nó chỉ ra rằng sự tổng hợp các acetone là phản ứng có chọn lọc và chỉ có duy nhất 4,6-o- monoacetal được hình thành. Thước đo sức căng bề mặt cho phép xác định giá trị CMC, cái được so sánh với các alkylpolyglucoside tương ứng. CMC thấp nhất được chỉ ra với những hợp chất từ C11 – C13 trong chuỗi alkyl. Disaccharide, trehalose củng được sử dụng đễ tổng hợp acetal. Phản ứng của 2,2-dimethoxytridecane với trehalose theo sau bởi phản ứng acetyl hóa dẩn tới sản phẩm l à hổn hợp của diastereoisomeric monoacetal, cái được tách ra từ một lượng nhỏ của diacetal bởi sắc ký cột. Sau khi de acetyl hóa sẽ thu được một hổn hợp của diastereoisomeric monoacetal XCII. Phép đo sức căng bề mặt của dung dịch XCII cho thấy một quá trình micelle hóa xảy ra.(HÌnh 26). Chất HĐBM saccharide loại acetal dạng vòng hứa hẹn không những an toàn cho môi trường mà còn liên quan tới sự tổng hợp ra chúng. Gần đay, tổng công ty hóa chất Mitsubishi đã nghiên cứu tỉ mỉ và thương mại hóa tiến trình khử trực tiếp các axit aliphatic carboxylic tương ứng với các aldehyde. Tiến trình này cho phép các chuỗi aliphatic aldehyde dài thu được từ chất báo tự nhiên và các loại dầu đễ sản xuất CHĐBM saccharide loại acetal dạng vòng hoàn toàn từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên. Kết luận Có nhiều lí do tại sao chất HĐBM dựa trên saccharide có vẻ hấp dẩn như vậy.Chúng có thể tổng hợp từ tái tạ, nguyên liệu nông nghiệp và sinh hóa. Mono và polysaccharide là những chất không độc cho sức khỏe con người và than thiện với môi trường, nó là các chất HĐBM dựa trên saccharide. Hơn thế nửa, nhiều chất trong đó có ứng dụng sinh hóa và dược phẩm. Và carbohydrate cho pháp biến đổi nhiều cấu trúc khác nhau và gần như không có giới hạn bởi tính đa dạng phân tử của nó. Điều này mở ra con đường đễ nghiên cứu cấu trúc các chất hoạt động bề mặt lien quan và tạo ra các chất hoạt động mới với những tính chất mong muốn. Việc tổng hợp và sản xuất các chất hoạt động bề mặt được coi là hoàn hảo nếu thỏa mản các nguyên tắc về hóa học xanh. Quá trình sản xuất công nghiệp có thể ít nguy hại hơn so với việc sử dụng các nguyên liệu hóa dầu như trước đay. Các quá trình tổng hợp củng như 13
sản xuất nếu được thực hiện ở điều kiện nhẹ như ở nhiệt đọ môi trường và ở áp suất thấp có thể được thự hiện và tạo ra ít chất thải, nước thường là sản phẩm duy nhất.Không có nguồn gốc của sự kết khối các nhóm hydroxyl trong các nguyen liệu đ ược sử dụng là điều cần thiết khi chất HĐBM có chứa nhóm amide là có thể thực hiện được. Tất cả những lợi thế của CHĐBM trên cơ sở saccharide đễ đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng, với tác động an toàn cho môi trường, nó đang mở ra viển cảnh đầy triển vọng cho sự phát triển các sản phẩm và vô vàng những ứng dụng của họ. * phần giới thiệu Việc nghiên cứu các hợp chất của chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc sinh học và các quá trình tổng hợp chúng nhằm loại bỏ việc sử dụng các chất độc hại với môi tr ường, có hiệu quả cao tiếp cận tới việc phòng chống ô nhiễm môi trường. để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường trên thế giới. Thúc đẩy cách tiếp cận mới này, để phòng chống ô nhiễm môi trường thông qua viêc nghiên cứu các sản phẩm hóa học và các quá trình sản xuất là tiêu điểm của các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới từ nhiều năm qua. Chất hoạt động bề mặt là một trong những chất đại diện, nó được tiêu thụ với số lượng lớn mỗi ngày trên quy mô toàn thế giới. Kể từ khi con người biết đến công dụng của chúng và ứng dụng của chúng đến thực tế đời sống con người. Và biết ảnh hưởng của chúng đối với môi trường nước thì việc làm thế nào đẽ phân hủy chúng đã trở thành vấn đề gần như quan trọng. Vì vậy một nhu cầu cấp bách cho việc phát triển một cách có hiệu quả và bền vững của chất hoạt động bề mặt là chúng có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật trong môi trường nước ở nhiệt độ thường, và cần qua tâm hơn nửa đến khả năng phân hủy sinh học cũng như mức độ ảnh hưởng của chúng ddooois với môi trường tự nhiên. Trong tự nhiên, các axit amin đã được quan tâm đặc biệt trong lĩnh vực là chất hoạt động bề mặt thân thiện với môi trường. Các phân tử chất hoạt động bề mặt từ nguồn gốc thiên nhiên nó bắt chước các axit lipoamino tự nhiên đó là trong những nguyên liệu được ưu thích trong thực phẩm, dược phẩm và các ứng dụng khác nhờ chúng có cấu trúc đơn giản và có nguồn gốc từ thiên nhiên do chúng có cấu trúc đơn giản và bị vi sinh vật phân hủy nhanh chóng khi thải ra môi trường. Giá trị của axit amin (là nguyên liệu thô cho việc tổng hợp các chất hoạt động bề mặt) được phát hiện ngay sau khi nó được khám phá từ rất sớm trong thế kỷ vừa qua. Lúc đầu chúng được sử dụng làm chất bảo quản cho dược phẩm và thực phẩm, mỹ phẫm. Hơn nữa người ta tìm thấy hoạt chất chống lại vi khuẩn, vi rút và các khối của nó có tính chất tuyệt vời phục vụ đắc lực cho ngành y học hiện đại. Sự kết hợp của axit amin/ peptit phân cực và các axit béo không phân cực tạo nên cấu trúc amphiphilic, đay củng là cấu trúc nền tảng cho việc xây dựng các chất hoạt động bề mặt cao phân tử. Trong tự nhi ên có rất nhiều dạng cấu trúc axit amin/ peptit. Hơn thế nữa, các chất axit béo có thể là thay đổi cấu trúc chiều dài và số lượng của nó hay nói cách khác là làm thay đổi bản chất nguyên liệu đầu. Những sự thật giải thích sự đa dạng trong cấu trúc và sự khác biệt về đặc tích hóa lý củng như đặc tính sinh hóa của chúng. Các chất hoạt động bề mặt dựa trên cơ sở các axit amin thu được từ sự kết hợp của các rượu và axit béo bảo hòa với nhóm các amin và đầu axit amin khác nhau thông qua mối 14
liên kết ester và amide. Như vậy, chất hoạt động bề mặt chuỗi đơn bão hòa (từ argimine, leucine, thyptophan), chuỗi đôi bão hòa( từ lysine, glutamic và axit aspartic) và gemini ( từ ariginine) của các ion khác nhau và kết quả là tạo thành những sản phẩm có tốc độ phân hủy sinh học cao với độc tính thấp, cũng như tác dụng kích thích thấp. Tính hòa tan tốt và khả năng tập trung trực tiếp liên kết hóa học với cấu trúc của các phân tử, và duy nhất chỉ có cation của axit lipoamino là có đặc tính kháng khuẩn. chúng tôi giới thiệu ở đây những cấu trúc chất hoạt động bề mặt cơ bản nhất và việc nghiên cứu các chất hoạt động bề mặt dựa trên cơ sở các axit amin của chính cấu trúc chuỗi đơn gemini, và cấu trúc glycerolipidic. II Các chất hoạt động bề mặt dựa trên chuỗi đơn axit amin A. Các tính chất hóa lý : Trái ngược với các muối của các axit béo (ví dụ như xà phòng laurate natri), các chuỗi dài axit Na-acyl amin có tính tan rất tốt trong nước ( do sự hiên diện của liên kết CO- NH) nên chúng nhanh chóng bị phân hủy ( và chống sự tạo keo tốt).Tính chất của chất hoạt động bề mặt của các muối Natri tinh khiết của axit Na-acyl amin (chất hoạt động bề mặt anion) với những chuỗi alkyl khác nhau ( no hoặc chưa no với 10 -18 nguyên tử Cacbon) và của axit amin đã được mô tả và so sánh với lauryl natri sunfate (SLS) hoặc laurate natri, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tập trung của các mixen (CMC) của các chát hoạt động bề mặt dựa trên cơ sở axit amin là thấp hơn của SLS nhưng cao hơn lauryl natri. Tính hoạt động bề mặt tăng và CMC giảm dần theo chiều dài của chuỗi alkyl và tính kỵ nước của axit amin. Ngoài ra, CMC còn tăng theo khối lượng, thể tích, trọng lượng phân tử, mức độ phân cực của các axit amin và sự không no của chuỗi alkyl. Gallot, Diao và Hassan đã tiến hành nghiên cứu Lipopeptide bởi sự nhiễu xạ của tia X. Lipopeptide của Gly, Ala, Sar, Ser, Tyr, Lys, Glu và các dẫn xuất alkyl chứa 12- 18 nguyên tử cacbon Chất hoạt động bề mặt cation của chuỗi dài Na- acylarginine methyl ester đã được nghiên cứu trong một thời gain dài. Các nhà khoa học nhận thấy rằng hình dạng của các tập hợp mixen và tính dễ tan phụ thuộc vào gốc kỵ nước, nhiệt độ, vị trí và chất điện giải trong cấu trúc. Những tính chất này giúp họ lựa chọn tốt cho một dãy rộng các ứng dụng trong việc chăm sóc các nhân, dược phẩm, và lĩnh vực thực phẩm cũng như việc nghiên cứu và tổng hợp các nguyên liệu có nguồn gốc sinh học. Hơn nữa chúng còn cung cấp một lượng kháng sinh cho hoạt động chống vi trùng một tính chất có giá trị của chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc sinh học. III, Genini chất hoạt động bề mặt dựa trên cơ sở genini amino axit. Genini là những chất hữu cơ hoạt dộng bề mặt tương đối mới với nhiều tính chất hóa lý độc đáo. chúng gồm hai chuỗi kỵ nước đối xứng hoặc không đối xứng và 2 nhóm ưa nước phân cực trên một phân tử được nối với nhau bởi một chuỗi dài có tính chất khác nhau( phân cực hoặc không phân cực, ít linh động hoặc linh động). Trong 10 năm qua việc tổng hợp và nghiên cứu về mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt động của chất hoạt động bề mặt gemini đã được phát triển mạnh. Đáng chú ý là các nghiên cứu về đặc tính của mixen, sự hình thành dạng gel, film, hoạt tính kháng khuẩn, sự hòa tan, ứng dụng chống ăn mòn…và gần đây là trên lĩnh vực chất xúc tác. Gemini được coi là một thế hệ chất hoạt động bề mặt mới với hiệu suất và những tính năng tuyệt vời. Các gemini chứa các cation (các muối anion): hay còn gọi là Bis (Quats), anion (sunfate, cacboxylate), lưỡng tính và nonion (polyether hoặc đường). Các nhóm phân cực là vấn đề của vô số các cuộc nghiên cứu điều tra. Chỉ có vài cuộc điều tra dựa trên 15
cơ sở tính chất hóa lý và các đặc tính sinh học của chất hoạt động bề mặt gemini dựa trên axit amin. A, Bis (Quats) Các nhà khoa học đã nghiên cứu và tổng hợp một lớp mới của chất hoạt động bề mặt dựa trên cơ sở axit amin của bis (Quats),một loại muối anion. Những tính chất này gồm 2 chuỗi kỵ nước của 12 nguyên tử cacbon 2 nhóm amoni và và một chuỗi dài chứa amide và cầu nối disulfide. Chúng được tạo thành từ sự ngưng tự N-dodecy-N, N-dimetylglycine, được biết như là chất hoạt động bề mặt lưởng tính “mềm” với các dẫn xuất axit amin chứa cầu nối disulfite Các chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin loại Bis (Quats) được nghiên cứu dựa trên cơ sở sự biến đổi các tính chất hóa học, lý học, và sinh học của chất nền như keratin của các sợi len, len sợi sau khi bị biến đổi có ba đặc tính thú vị: (1), Có khả năng thấm hút cao, sử dụng đễ kiểm soát sự thoát mồ hôi của vải sợi dùng làm quần áo thể thao (2), Tính nhuộm nhanh ở nhiệt độ rất thấp (ở 40 jC) nhờ sự hấp phụ cao và sự cố định của một phản ứng nhuộm. (3), Có thể chống lại vi khuẩn: gram dương và gram âm )được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét trong sợi len), nhằm phòng ngừa các tác nhân sinh học ảnh hưởng đến các loại hàng dệt may. B, Bis (Args): Một chiến lược rõ ràng để nâng cao hiệu quả của chất hoạt động bề mặt cation và giảm thiểu tác động đến môi trường và khả năng gây độc là xât dựng cấu trúc gemini từ nguồn nguyên liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên, các chất hoạt động bề mặt dựa trên chuỗi đơn arginine. Gần đây các nhà khoa học đã tổng hợp được lớp bề mặt mới của chất hoạt động bề mặt cation gemini có nguồn gốc từ các arginine N a,NN –bis(Na- acylargimine), N- alkylendiamide hay Bis (Args), chúng gồm hai chuỗi dài Na- acyl – L- arginine đối xứng được liên kết với nhau bởi mối nối amide thông qua một chuỗi aN-alkyldiamine có chiều dài biến đổi và là chất hóa học có nguồn tự nhiên 1, tính chất lý hóa Bis (Args) có độ hòa tan trong nước thấp hơn các chất hoạt động bề mặt dạng chuỗi đơn vì sự gia tăng tính kỵ nước gây ra bởi nhóm kỵ nước, ảnh hưởng của các phân tử hoạt động bề mặt của chúng lớn hơn cấu trúc chuỗi đơn: khoảng 3 lần cho cân bằng sức căng bề mặt và 20 lần cho sự cân bằng sức căng và sự ổn định bọt.Hơn nữa, gần đây các nghiên cứu của Devinsky về tính kháng khuẩn đạt tối ưu trong phạm vi từ C10 tới C12. Các hợp chất này không gây dị ứng da và ít độc hại cho môi trường. 2,Sự phân hủy sinh học: Các kết quả thử nghiệm cho thấy tốc độ phân hủy sinh học của các cấu trúc chuỗi đ ơn (LAM) là 90% trong 14 ngày cao hơn của bis(args) là 50- 90% trong 14 ngày. Điều này có lẽ là do cấu trúc phức tạp và tính chất đầu kỵ nước của gemini so với cấu trúc của chuỗi đơn. Điều này cũng tương tự với tính chất phân hủy sinh học của mono- và bis(quats). Tốc độ phân hủy của bis(args) sẽ giảm khi độ dài chuỗi alkyl tăng lên. Do vậy, tính kỵ nước càng cao thì tốc độ phân hủy sinh học của các chất hoạt động bề mặt càng giảm. IV,Sự kết hợp giữa axit amin và glyxerit Liên kết axit amin glyceride tạo thành 1 lớp axit lipoamino, nó được xem như là một phần của glycerit và phospholipit gồm 1 hoặc 2 chuỗi aliphatic và đầu phân cực( axit 16
amin liên kết với glycerol) .Axit amin liên kết thành cụm thông qua một phân tử glycerol. Kết quả, nó có cấu trúc giống như ester của axit mononglyceride như: lactic, citric, tartanic và ester glyceride sucinic…nó rất phổ biến và được sử dụng như là một loại thực phẩm chức năng. Tính chất hóa lý và đặc tính sinh học của axit amin glyceride chưa được nghiên cứu và tìm hiểu một cách rộng rãi, chuyên sâu. Tuy nhiên, các tính chất của chúng đã mang đến một sự chú ý kỳ lạ, một hướng nghiên cứu mới đầy triển vọng về tổng hợp và một sự đánh giá tính giá tính chất hóa lý và sinh học trên các hợp chất mới trong vài năm gần đây. Sự nối kết ưu điểm của cả hai phần: glyceride và axit lipoamino vào trong cùng một hợp chất. Ví dụ một nhóm các nhà khoa học đã nghiên cứu quan sát thấy được tiến trình của hoạt động kháng khuẩn, như chuỗi dài axit Na- alkyl amino và một phần glyceride và phospholipic Hơn nửa liên kết mono – và diacylglyceride amino axit có thể dẩn đến một số tính chất tương tự như lipid, cóa tiềm năng hấp dẩn trong việc trị liệu và cũng như là nhũng chất hổ trợ cho thuốc đễ phát huy hết công dụng của thuốc trong việc điều trị bệnh. Tất cả những lí do này đã biến chúng trỡ thành một họ các hợp chất đầy hứa hẹn với một tiềm năng to lớn trong các công thức của thực phẩm cũng như là dược phẩm. Các chất hoạt động dựa trên Tryptophan của các loại ete glycegol với các alkyl mạch dài khác nhau (C9 – C12) đã được tổng hợp trên qui mô phòng thí nghiệm.Tryptophan được lien kết với glycerol từ nhóm a_amino của nó thong qua mối lien kết C -N tạo chất hoạt động bề mặt lưởng tính. Giá trị CMC của các hợp chất này bị giảm xúc (1- 8)với sự tăng số lượng của nhóm metylen trong chuỗi alkyl, như được mong đợi từ việc tăng đặc tính kỵ nước của phân tử. Các giá trị CMC là khoảng 10-5M. Nói chung giá trị CMC của các chất hoạt động bề nặt loại này thấp hơn các chất hoạt động dạng anion chứa carbocylic cới cùng một chuỗi hydrocarbon (VD như xà phòng và lysolecithins) Tuy nhiên giá trị CMC thấp trong môi trường kiềm thu được của các hợp chất có thể so sánh là tương tự với các chất hoạt động bề mặt chứa carbocylic.Điều này cũng chỉ ra rằng giá trị CMC trong dung dịch kiềm có pH khoảng 12. Một họ glycerit –axit amin và axit amin nonion như arginine và tyrosine đều có một hoặc hai đuôi kỵ nước của các axit béo và axit amin tương tự nhau. Cả hai gắn liền với cấu trúc khung glycerol thong qua mối lien kết este. Những cáu trúc tương tự với lecithins bắt nguồn từ nhóm photpho phân cực đã được thay thế bởi axit amin.. Những hợp chất mới này có thể xem như là những chất hoạt động bề mặt đa chức năng.Chúng có tính kháng khuẩn tốt, đây là chức năng chủ yếu của các axit amin.Ví dụ những chất có chứa arginine cũng như nhóm phân cực cũng cho thấy hoạt tính khánh khuẩn tương tự như các chất HĐBM cation và nó là những xhats HĐBM lương tính vô hại.Những hướng nghiên cứu xa hơn, sâu hơn về những tính chất này đang được tiến hành. Kết luận: Tóm lại, các chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin cấu thành một lớp chất HĐBM dạng sinh học với các tính năng bề mặt tuyệt vời, hoạt tính sinh học cao, có độc tính thấp và ít tác động đến môi trường.Hơn nủa chúng có thể sản xuất một cách có hiệu quả bằng công nghệ sinh học sạch như các xúc tác enzyme. Tát cả các tính năng này làm cho họ có một sự thay đổi đáng kinh ngạc đễ tạo ra các dạng chất HĐBM đặc biệt. Axit amin, mono - và diglycerit đơn giản có thể hình thành cấu trúc amphiphathic với nhiều tính chất hóa lý và hoạt tính sinh học mới. Hơn nửa, công nghệ enzym có thể 17
được ứng dụng đễ sản xuất các phân tử này. Do đó các thế hệ mới của CHĐBM dựa trên axit amin sẽ góp phần đáo ứng nhu cầu ngày càng cao của con người và nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Những thành phần đa chức năng dựa trên các nguyên liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên 18