इस आलेख के लिए सामग्री तालिका:
1. अमीनो एसिड का विकास
2. संरचनात्मक गुण
3. रासायनिक संरचना
4.वर्गीकरण
5. संश्लेषण
6. भौतिक-रासायनिक गुण
7. विषाक्तता
8. रोगाणुरोधी गतिविधि
9. रियोलॉजिकल गुण
10. कॉस्मेटिक उद्योग में अनुप्रयोग
11. रोजमर्रा के सौंदर्य प्रसाधनों में अनुप्रयोग
अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट (एएएस)एक या अधिक अमीनो एसिड के साथ हाइड्रोफोबिक समूहों के संयोजन से बनने वाले सर्फेक्टेंट का एक वर्ग है। इस मामले में, अमीनो एसिड सिंथेटिक हो सकता है या प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट्स या समान नवीकरणीय स्रोतों से प्राप्त किया जा सकता है। यह पेपर एएएस के लिए उपलब्ध अधिकांश सिंथेटिक मार्गों और घुलनशीलता, फैलाव स्थिरता, विषाक्तता और बायोडिग्रेडेबिलिटी सहित अंतिम उत्पादों के भौतिक रासायनिक गुणों पर विभिन्न मार्गों के प्रभाव को कवर करता है। बढ़ती मांग में सर्फेक्टेंट के एक वर्ग के रूप में, उनकी परिवर्तनीय संरचना के कारण एएएस की बहुमुखी प्रतिभा बड़ी संख्या में व्यावसायिक अवसर प्रदान करती है।
यह देखते हुए कि सर्फेक्टेंट का व्यापक रूप से डिटर्जेंट, इमल्सीफायर, संक्षारण अवरोधक, तृतीयक तेल पुनर्प्राप्ति और फार्मास्यूटिकल्स में उपयोग किया जाता है, शोधकर्ताओं ने कभी भी सर्फेक्टेंट पर ध्यान देना बंद नहीं किया है।
सर्फ़ेक्टेंट सबसे अधिक प्रतिनिधि रासायनिक उत्पाद हैं जिनका दुनिया भर में दैनिक आधार पर बड़ी मात्रा में उपभोग किया जाता है और जलीय पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।अध्ययनों से पता चला है कि पारंपरिक सर्फेक्टेंट के व्यापक उपयोग से पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है।
आज, गैर-विषाक्तता, बायोडिग्रेडेबिलिटी और बायोकम्पैटिबिलिटी उपभोक्ताओं के लिए लगभग उतनी ही महत्वपूर्ण है जितनी कि सर्फेक्टेंट की उपयोगिता और प्रदर्शन।
बायोसर्फ़ेक्टेंट पर्यावरण के अनुकूल टिकाऊ सर्फेक्टेंट हैं जो स्वाभाविक रूप से बैक्टीरिया, कवक और खमीर जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा संश्लेषित होते हैं, या बाह्य रूप से स्रावित होते हैं।इसलिए, प्राकृतिक एम्फीफिलिक संरचनाओं, जैसे फॉस्फोलिपिड्स, एल्काइल ग्लाइकोसाइड्स और एसाइल अमीनो एसिड की नकल करने के लिए आणविक डिजाइन द्वारा बायोसर्फैक्टेंट भी तैयार किया जा सकता है।
अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट (एएएस)विशिष्ट सर्फेक्टेंट में से एक हैं, जो आमतौर पर जानवरों या कृषि से प्राप्त कच्चे माल से उत्पादित होते हैं। पिछले दो दशकों में, एएएस ने उपन्यास सर्फेक्टेंट के रूप में वैज्ञानिकों की काफी रुचि को आकर्षित किया है, न केवल इसलिए कि उन्हें नवीकरणीय संसाधनों से संश्लेषित किया जा सकता है, बल्कि इसलिए भी क्योंकि एएएस आसानी से नष्ट हो सकते हैं और उनके उप-उत्पाद हानिरहित हैं, जिससे वे सुरक्षित हो जाते हैं। पर्यावरण।
एएएस को अमीनो एसिड समूह (एचओ 2 सी-सीएचआर-एनएच 2) या अमीनो एसिड अवशेष (एचओ 2 सी-सीएचआर-एनएच-) युक्त अमीनो एसिड से युक्त सर्फेक्टेंट के एक वर्ग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। अमीनो एसिड के 2 कार्यात्मक क्षेत्र विभिन्न प्रकार के सर्फेक्टेंट की व्युत्पत्ति की अनुमति देते हैं। कुल 20 मानक प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड प्रकृति में मौजूद हैं और विकास और जीवन गतिविधियों में सभी शारीरिक प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हैं। वे केवल अवशेष आर के अनुसार एक दूसरे से भिन्न होते हैं (चित्रा 1, पीके ए समाधान के एसिड पृथक्करण स्थिरांक का नकारात्मक लघुगणक है)। कुछ गैर-ध्रुवीय और हाइड्रोफोबिक हैं, कुछ ध्रुवीय और हाइड्रोफोबिक हैं, कुछ क्षारीय हैं और कुछ अम्लीय हैं।
क्योंकि अमीनो एसिड नवीकरणीय यौगिक हैं, अमीनो एसिड से संश्लेषित सर्फेक्टेंट में भी टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल बनने की उच्च क्षमता होती है। सरल और प्राकृतिक संरचना, कम विषाक्तता और तेजी से बायोडिग्रेडेबिलिटी अक्सर उन्हें पारंपरिक सर्फेक्टेंट से बेहतर बनाती है। नवीकरणीय कच्चे माल (जैसे अमीनो एसिड और वनस्पति तेल) का उपयोग करके, एएएस का उत्पादन विभिन्न जैव प्रौद्योगिकी मार्गों और रासायनिक मार्गों द्वारा किया जा सकता है।
20वीं सदी की शुरुआत में, अमीनो एसिड को पहली बार सर्फेक्टेंट के संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट के रूप में इस्तेमाल करने की खोज की गई थी।एएएस का उपयोग मुख्य रूप से फार्मास्युटिकल और कॉस्मेटिक फॉर्मूलेशन में संरक्षक के रूप में किया जाता था।इसके अलावा, एएएस विभिन्न प्रकार के रोग पैदा करने वाले बैक्टीरिया, ट्यूमर और वायरस के खिलाफ जैविक रूप से सक्रिय पाया गया। 1988 में, कम लागत वाली एएएस की उपलब्धता ने सतह गतिविधि में अनुसंधान रुचि पैदा की। आज, जैव प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, कुछ अमीनो एसिड भी खमीर द्वारा बड़े पैमाने पर व्यावसायिक रूप से संश्लेषित करने में सक्षम हैं, जो अप्रत्यक्ष रूप से साबित करता है कि एएएस उत्पादन अधिक पर्यावरण के अनुकूल है।
01 अमीनो एसिड का विकास
19वीं सदी की शुरुआत में, जब प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले अमीनो एसिड की पहली बार खोज की गई थी, तो अनुमान लगाया गया था कि उनकी संरचनाएं बेहद मूल्यवान होंगी - एम्फीफाइल्स की तैयारी के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग करने योग्य। एएएस के संश्लेषण पर पहला अध्ययन 1909 में बोंडी द्वारा रिपोर्ट किया गया था।
उस अध्ययन में, एन-एसाइलग्लिसिन और एन-एसाइलैलैनिन को सर्फेक्टेंट के लिए हाइड्रोफिलिक समूहों के रूप में पेश किया गया था। इसके बाद के कार्य में ग्लाइसिन और एलानिन और हेंट्रिच एट अल का उपयोग करके लिपोएमिनो एसिड (एएएस) का संश्लेषण शामिल था। निष्कर्षों की एक श्रृंखला प्रकाशित की,घरेलू सफाई उत्पादों (जैसे शैंपू, डिटर्जेंट और टूथपेस्ट) में सर्फेक्टेंट के रूप में एसाइल सार्कोसिनेट और एसाइल एस्पार्टेट लवण के उपयोग पर पहला पेटेंट आवेदन भी शामिल है।इसके बाद, कई शोधकर्ताओं ने एसाइल अमीनो एसिड के संश्लेषण और भौतिक रासायनिक गुणों की जांच की। आज तक, एएएस के संश्लेषण, गुण, औद्योगिक अनुप्रयोगों और बायोडिग्रेडेबिलिटी पर साहित्य का एक बड़ा हिस्सा प्रकाशित किया गया है।
02 संरचनात्मक गुण
एएएस की गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक फैटी एसिड श्रृंखलाएं संरचना, श्रृंखला की लंबाई और संख्या में भिन्न हो सकती हैं।एएएस की संरचनात्मक विविधता और उच्च सतह गतिविधि उनकी व्यापक संरचनागत विविधता और भौतिक-रासायनिक और जैविक गुणों की व्याख्या करती है। एएएस के प्रमुख समूह अमीनो एसिड या पेप्टाइड्स से बने होते हैं। प्रमुख समूहों में अंतर इन सर्फेक्टेंट के सोखना, एकत्रीकरण और जैविक गतिविधि को निर्धारित करते हैं। प्रमुख समूह में कार्यात्मक समूह तब एएएस के प्रकार का निर्धारण करते हैं, जिसमें धनायनित, ऋणायनिक, गैरआयनिक और उभयधर्मी शामिल हैं। हाइड्रोफिलिक अमीनो एसिड और हाइड्रोफोबिक लंबी-श्रृंखला भागों का संयोजन एक एम्फीफिलिक संरचना बनाता है जो अणु को अत्यधिक सतह सक्रिय बनाता है। इसके अलावा, अणु में असममित कार्बन परमाणुओं की उपस्थिति चिरल अणुओं को बनाने में मदद करती है।
03 रासायनिक संरचना
सभी पेप्टाइड्स और पॉलीपेप्टाइड्स इन लगभग 20 α-प्रोटीनोजेनिक α-अमीनो एसिड के पॉलिमराइजेशन उत्पाद हैं। सभी 20 α-अमीनो एसिड में एक कार्बोक्जिलिक एसिड कार्यात्मक समूह (-COOH) और एक अमीनो कार्यात्मक समूह (-NH 2) होते हैं, दोनों एक ही टेट्राहेड्रल α-कार्बन परमाणु से जुड़े होते हैं। अमीनो एसिड α-कार्बन से जुड़े विभिन्न आर समूहों द्वारा एक दूसरे से भिन्न होते हैं (लाइसिन को छोड़कर, जहां आर समूह हाइड्रोजन है।) आर समूह संरचना, आकार और चार्ज (अम्लता, क्षारीयता) में भिन्न हो सकते हैं। ये अंतर पानी में अमीनो एसिड की घुलनशीलता को भी निर्धारित करते हैं।
अमीनो एसिड चिरल हैं (ग्लाइसीन को छोड़कर) और प्रकृति से ऑप्टिकली सक्रिय हैं क्योंकि उनके पास अल्फा कार्बन से जुड़े चार अलग-अलग पदार्थ हैं। अमीनो एसिड में दो संभावित संरचनाएँ होती हैं; वे एक-दूसरे की गैर-अतिव्यापी दर्पण छवियां हैं, इस तथ्य के बावजूद कि एल-स्टीरियोइसोमर्स की संख्या काफी अधिक है। कुछ अमीनो एसिड (फेनिलएलनिन, टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन) में मौजूद आर-समूह एरिल है, जिससे 280 एनएम पर अधिकतम यूवी अवशोषण होता है। अमीनो एसिड में अम्लीय α-COOH और मूल α-NH 2 आयनीकरण करने में सक्षम हैं, और दोनों स्टीरियोइसोमर्स, जो भी वे हैं, नीचे दिखाए गए आयनीकरण संतुलन का निर्माण करते हैं।
आर-कूह ↔आर-सीओओ－＋एच＋
आर-राष्ट्रीय राजमार्ग3＋↔आर-एनएच2＋एच＋
जैसा कि ऊपर आयनीकरण संतुलन में दिखाया गया है, अमीनो एसिड में कम से कम दो कमजोर अम्लीय समूह होते हैं; हालाँकि, प्रोटोनेटेड अमीनो समूह की तुलना में कार्बोक्सिल समूह बहुत अधिक अम्लीय है। पीएच 7.4, कार्बोक्सिल समूह अवक्षेपित होता है जबकि अमीनो समूह प्रोटोनीकृत होता है। गैर-आयनीकरण योग्य आर समूहों वाले अमीनो एसिड इस पीएच पर विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और ज़्विटरियन बनाते हैं।
04 वर्गीकरण
एएएस को चार मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, जिनका विवरण नीचे दिया गया है।
4.1 उत्पत्ति के अनुसार
| उत्पत्ति के अनुसार AAS को निम्नानुसार 2 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। ①प्राकृतिक श्रेणी अमीनो एसिड युक्त कुछ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यौगिकों में सतह/इंटरफेशियल तनाव को कम करने की क्षमता भी होती है, और कुछ तो ग्लाइकोलिपिड्स की प्रभावकारिता से भी अधिक होते हैं। इन एएएस को लिपोपेप्टाइड्स के रूप में भी जाना जाता है। लिपोपेप्टाइड्स कम आणविक भार वाले यौगिक हैं, जो आमतौर पर बैसिलस प्रजातियों द्वारा निर्मित होते हैं।
ऐसे AAS को आगे 3 उपवर्गों में विभाजित किया गया है:सर्फेक्टिन, इट्यूरिन और फेंगाइसिन।
|
| सतह-सक्रिय पेप्टाइड्स के परिवार में विभिन्न प्रकार के पदार्थों के हेप्टापेप्टाइड वेरिएंट शामिल हैं,जैसा कि चित्र 2a में दिखाया गया है, जिसमें C12-C16 असंतृप्त β-हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड श्रृंखला पेप्टाइड से जुड़ी हुई है। सतह-सक्रिय पेप्टाइड एक मैक्रोसाइक्लिक लैक्टोन है जिसमें β-हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड और पेप्टाइड के सी-टर्मिनस के बीच उत्प्रेरक द्वारा रिंग को बंद कर दिया जाता है। इट्यूरिन के उपवर्ग में, छह मुख्य प्रकार हैं, अर्थात् इट्यूरिन ए और सी, माइकोसुबटिलिन और बैसिलोमाइसिन डी, एफ और एल।सभी मामलों में, हेप्टापेप्टाइड्स β-एमिनो फैटी एसिड की C14-C17 श्रृंखलाओं से जुड़े होते हैं (श्रृंखलाएं विविध हो सकती हैं)। एकुरिमाइसिन के मामले में, β-पोजीशन पर अमीनो समूह सी-टर्मिनस के साथ एक एमाइड बॉन्ड बना सकता है और इस प्रकार एक मैक्रोसाइक्लिक लैक्टम संरचना बना सकता है।
उपवर्ग फेन्गाइसिन में फेन्गाइसिन ए और बी होते हैं, जिन्हें Tyr9 डी-कॉन्फ़िगर होने पर प्लिपैस्टैटिन भी कहा जाता है।डिकैपेप्टाइड C14 -C18 संतृप्त या असंतृप्त β-हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड श्रृंखला से जुड़ा हुआ है। संरचनात्मक रूप से, प्लिपैस्टैटिन भी एक मैक्रोसाइक्लिक लैक्टोन है, जिसमें पेप्टाइड अनुक्रम की स्थिति 3 पर एक टायर साइड चेन होती है और सी-टर्मिनल अवशेषों के साथ एक एस्टर बंधन बनाती है, इस प्रकार एक आंतरिक रिंग संरचना बनाती है (जैसा कि कई स्यूडोमोनस लिपोपेप्टाइड्स के मामले में होता है)।
② सिंथेटिक श्रेणी एएएस को किसी भी अम्लीय, क्षारीय और तटस्थ अमीनो एसिड का उपयोग करके भी संश्लेषित किया जा सकता है। एएएस के संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले सामान्य अमीनो एसिड ग्लूटामिक एसिड, सेरीन, प्रोलाइन, एसपारटिक एसिड, ग्लाइसिन, आर्जिनिन, एलानिन, ल्यूसीन और प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट्स हैं। सर्फेक्टेंट के इस उपवर्ग को रासायनिक, एंजाइमैटिक और केमोएंजाइमेटिक तरीकों से तैयार किया जा सकता है; हालाँकि, एएएस के उत्पादन के लिए, रासायनिक संश्लेषण आर्थिक रूप से अधिक संभव है। सामान्य उदाहरणों में एन-लॉरॉयल-एल-ग्लूटामिक एसिड और एन-पामिटॉयल-एल-ग्लूटामिक एसिड शामिल हैं।
|
4.2 स्निग्ध श्रृंखला प्रतिस्थापकों पर आधारित
स्निग्ध श्रृंखला प्रतिस्थापनों के आधार पर, अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट को 2 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।
स्थानापन्न की स्थिति के अनुसार
| ①एन-प्रतिस्थापित एएएस एन-प्रतिस्थापित यौगिकों में, एक अमीनो समूह को एक लिपोफिलिक समूह या एक कार्बोक्सिल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मूलता का नुकसान होता है। एन-प्रतिस्थापित एएएस का सबसे सरल उदाहरण एन-एसिल अमीनो एसिड हैं, जो अनिवार्य रूप से आयनिक सर्फेक्टेंट हैं। एन-प्रतिस्थापित एएएस में हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक भागों के बीच एक एमाइड बंधन जुड़ा होता है। एमाइड बॉन्ड में हाइड्रोजन बॉन्ड बनाने की क्षमता होती है, जो अम्लीय वातावरण में इस सर्फेक्टेंट के क्षरण की सुविधा प्रदान करता है, जिससे यह बायोडिग्रेडेबल बन जाता है।
②सी-प्रतिस्थापित एएएस सी-प्रतिस्थापित यौगिकों में, प्रतिस्थापन कार्बोक्सिल समूह (एमाइड या एस्टर बांड के माध्यम से) में होता है। विशिष्ट सी-प्रतिस्थापित यौगिक (जैसे एस्टर या एमाइड्स) अनिवार्य रूप से धनायनित सर्फेक्टेंट हैं।
③एन- और सी-प्रतिस्थापित एएएस इस प्रकार के सर्फेक्टेंट में अमीनो और कार्बोक्सिल दोनों समूह हाइड्रोफिलिक भाग होते हैं। यह प्रकार मूलतः एक एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट है। |
4.3 हाइड्रोफोबिक पूंछों की संख्या के अनुसार
सिर समूहों और हाइड्रोफोबिक पूंछों की संख्या के आधार पर, एएएस को चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है। स्ट्रेट-चेन एएएस, जेमिनी (डिमर) प्रकार एएएस, ग्लिसरॉलिपिड प्रकार एएएस, और बाइसेफेलिक एम्फीफिलिक (बोला) प्रकार एएएस। स्ट्रेट-चेन सर्फेक्टेंट केवल एक हाइड्रोफोबिक पूंछ (चित्रा 3) के साथ अमीनो एसिड से युक्त सर्फेक्टेंट होते हैं। जेमिनी प्रकार एएएस में दो अमीनो एसिड ध्रुवीय शीर्ष समूह और प्रति अणु दो हाइड्रोफोबिक पूंछ होते हैं (चित्र 4)। इस प्रकार की संरचना में, दो सीधी-श्रृंखला एएएस एक स्पेसर द्वारा एक साथ जुड़े हुए हैं और इसलिए उन्हें डिमर्स भी कहा जाता है। दूसरी ओर, ग्लिसरॉलिपिड प्रकार एएएस में, दो हाइड्रोफोबिक पूंछ एक ही अमीनो एसिड हेड समूह से जुड़ी होती हैं। इन सर्फेक्टेंट को मोनोग्लिसराइड्स, डाइग्लिसराइड्स और फॉस्फोलिपिड्स के एनालॉग के रूप में माना जा सकता है, जबकि बोला-प्रकार एएएस में, दो अमीनो एसिड हेड समूह एक हाइड्रोफोबिक पूंछ से जुड़े होते हैं।
4.4 मुखिया समूह के प्रकार के अनुसार
①Cationic AAS
इस प्रकार के सर्फेक्टेंट के प्रमुख समूह पर धनात्मक आवेश होता है। सबसे प्रारंभिक धनायनित AAS एथिल कोकॉयल आर्गिनेट है, जो एक पाइरोलिडोन कार्बोक्सिलेट है। इस सर्फेक्टेंट के अद्वितीय और विविध गुण इसे कीटाणुनाशक, रोगाणुरोधी एजेंटों, एंटीस्टेटिक एजेंटों, बाल कंडीशनर के साथ-साथ आंखों और त्वचा पर कोमल और आसानी से बायोडिग्रेडेबल बनाने में उपयोगी बनाते हैं। सिंगारे और म्हात्रे ने आर्जिनिन-आधारित धनायनिक एएएस को संश्लेषित किया और उनके भौतिक रासायनिक गुणों का मूल्यांकन किया। इस अध्ययन में, उन्होंने शोटेन-बाउमन प्रतिक्रिया स्थितियों का उपयोग करके प्राप्त उत्पादों की उच्च पैदावार का दावा किया। बढ़ती एल्काइल श्रृंखला की लंबाई और हाइड्रोफोबिसिटी के साथ, सर्फेक्टेंट की सतह गतिविधि में वृद्धि और क्रिटिकल मिसेल एकाग्रता (सीएमसी) में कमी पाई गई। दूसरा है क्वाटरनेरी एसाइल प्रोटीन, जिसका उपयोग आमतौर पर बालों की देखभाल करने वाले उत्पादों में कंडीशनर के रूप में किया जाता है।
②आयनिक एएएस
आयनिक सर्फेक्टेंट में, सर्फेक्टेंट के ध्रुवीय शीर्ष समूह पर नकारात्मक चार्ज होता है। सरकोसिन (सीएच 3-एनएच-सीएच 2-सीओओएच, एन-मिथाइलग्लिसिन), एक अमीनो एसिड जो आमतौर पर समुद्री अर्चिन और समुद्री सितारों में पाया जाता है, रासायनिक रूप से ग्लाइसिन (एनएच 2-सीएच 2-सीओओएच) से संबंधित है, जो एक मूल अमीनो एसिड है। स्तनधारी कोशिकाओं में. -COOH,) रासायनिक रूप से ग्लाइसिन से संबंधित है, जो स्तनधारी कोशिकाओं में पाया जाने वाला एक मूल अमीनो एसिड है। लॉरिक एसिड, टेट्राडेकेनोइक एसिड, ओलिक एसिड और उनके हैलाइड और एस्टर का उपयोग आमतौर पर सार्कोसिनेट सर्फेक्टेंट को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। सरकोसिनेट्स स्वाभाविक रूप से हल्के होते हैं और इसलिए आमतौर पर माउथवॉश, शैंपू, स्प्रे शेविंग फोम, सनस्क्रीन, त्वचा क्लींजर और अन्य कॉस्मेटिक उत्पादों में उपयोग किए जाते हैं।
अन्य व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आयनिक एएएस में एमिसॉफ्ट सीएस-22 और एमिलाइटजीसीके-12 शामिल हैं, जो क्रमशः सोडियम एन-कोकॉयल-एल-ग्लूटामेट और पोटेशियम एन-कोकॉयल ग्लाइसीनेट के व्यापारिक नाम हैं। एमिलाइट का उपयोग आमतौर पर फोमिंग एजेंट, डिटर्जेंट, घुलनशील पदार्थ, इमल्सीफायर और डिस्पेंसर के रूप में किया जाता है, और सौंदर्य प्रसाधनों में इसके कई अनुप्रयोग होते हैं, जैसे शैंपू, स्नान साबुन, बॉडी वॉश, टूथपेस्ट, चेहरे की सफाई करने वाले, क्लींजिंग साबुन, कॉन्टैक्ट लेंस क्लीनर और घरेलू सर्फेक्टेंट। एमिसॉफ्ट का उपयोग हल्के त्वचा और बालों की सफाई करने वाले के रूप में किया जाता है, मुख्य रूप से चेहरे और शरीर की सफाई करने वालों, ब्लॉक सिंथेटिक डिटर्जेंट, शरीर देखभाल उत्पादों, शैंपू और अन्य त्वचा देखभाल उत्पादों में।
③ज़्विटरियोनिक या एम्फोटेरिक एएएस
एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट में अम्लीय और क्षारीय दोनों साइटें होती हैं और इसलिए वे पीएच मान को बदलकर अपना चार्ज बदल सकते हैं। क्षारीय मीडिया में वे आयनिक सर्फेक्टेंट की तरह व्यवहार करते हैं, जबकि अम्लीय वातावरण में वे धनायनित सर्फेक्टेंट की तरह व्यवहार करते हैं और तटस्थ मीडिया में एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट की तरह व्यवहार करते हैं। लॉरिल लाइसिन (एलएल) और एल्कोक्सी (2-हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल) आर्जिनिन अमीनो एसिड पर आधारित एकमात्र ज्ञात एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट हैं। एलएल लाइसिन और लॉरिक एसिड का संघनन उत्पाद है। इसकी उभयचर संरचना के कारण, एलएल बहुत क्षारीय या अम्लीय सॉल्वैंट्स को छोड़कर, लगभग सभी प्रकार के सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है। एक कार्बनिक पाउडर के रूप में, एलएल में हाइड्रोफिलिक सतहों पर उत्कृष्ट आसंजन और घर्षण का कम गुणांक होता है, जो इस सर्फेक्टेंट को उत्कृष्ट चिकनाई क्षमता प्रदान करता है। एलएल का व्यापक रूप से त्वचा क्रीम और बाल कंडीशनर में उपयोग किया जाता है, और इसे स्नेहक के रूप में भी उपयोग किया जाता है।
④नॉनियोनिक एएएस
गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट को औपचारिक शुल्क के बिना ध्रुवीय प्रमुख समूहों की विशेषता होती है। अल-सबाघ एट अल द्वारा आठ नए एथोक्सिलेटेड नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट तैयार किए गए थे। तेल में घुलनशील α-अमीनो एसिड से। इस प्रक्रिया में, एल-फेनिलएलनिन (एलईपी) और एल-ल्यूसीन को पहले हेक्साडेकेनॉल के साथ एस्टरीकृत किया गया, इसके बाद दो एमाइड्स और α-एमिनो एसिड के दो एस्टर देने के लिए पामिटिक एसिड के साथ संशोधन किया गया। फिर एमाइड्स और एस्टर को एथिलीन ऑक्साइड के साथ संघनन प्रतिक्रियाओं से गुजरना पड़ा ताकि विभिन्न संख्या में पॉलीऑक्सीएथिलीन इकाइयों (40, 60 और 100) के साथ तीन फेनिलएलनिन डेरिवेटिव तैयार किए जा सकें। इन नॉनऑनिक एएएस में अच्छे डिटर्जेंट और फोमिंग गुण पाए गए।
05 संश्लेषण
5.1 बुनियादी सिंथेटिक मार्ग
एएएस में, हाइड्रोफोबिक समूहों को अमीन या कार्बोक्जिलिक एसिड साइटों से, या अमीनो एसिड की साइड चेन के माध्यम से जोड़ा जा सकता है। इसके आधार पर, चार बुनियादी सिंथेटिक मार्ग उपलब्ध हैं, जैसा चित्र 5 में दिखाया गया है।
चित्र.5 अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट के मौलिक संश्लेषण पथ
| मार्ग 1. एम्फीफिलिक एस्टर एमाइन एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं द्वारा निर्मित होते हैं, इस मामले में सर्फेक्टेंट संश्लेषण आमतौर पर एक डिहाइड्रेटिंग एजेंट और एक अम्लीय उत्प्रेरक की उपस्थिति में फैटी अल्कोहल और अमीनो एसिड को रिफ्लक्स करके प्राप्त किया जाता है। कुछ प्रतिक्रियाओं में, सल्फ्यूरिक एसिड उत्प्रेरक और निर्जलीकरण एजेंट दोनों के रूप में कार्य करता है।
मार्ग 2. सक्रिय अमीनो एसिड एल्केलामाइन के साथ प्रतिक्रिया करके एमाइड बांड बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एम्फीफिलिक एमिडोमाइन का संश्लेषण होता है।
मार्ग 3. अमीनो एसिड के अमीनो समूहों की अमीडो एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके एमिडो एसिड का संश्लेषण किया जाता है।
मार्ग 4. हेलोअल्केन्स के साथ अमीन समूहों की प्रतिक्रिया द्वारा लंबी श्रृंखला वाले एल्काइल अमीनो एसिड को संश्लेषित किया गया था। |
5.2 संश्लेषण और उत्पादन में प्रगति
5.2.1 एकल-श्रृंखला अमीनो एसिड/पेप्टाइड सर्फेक्टेंट का संश्लेषण
एन-एसाइल या ओ-एसाइल अमीनो एसिड या पेप्टाइड्स को फैटी एसिड के साथ अमाइन या हाइड्रॉक्सिल समूहों के एंजाइम-उत्प्रेरित एसाइलेशन द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है। अमीनो एसिड एमाइड या मिथाइल एस्टर डेरिवेटिव के विलायक-मुक्त लाइपेस-उत्प्रेरित संश्लेषण पर सबसे प्रारंभिक रिपोर्ट में कैंडिडा अंटार्कटिका का उपयोग किया गया था, जिसमें लक्ष्य अमीनो एसिड के आधार पर 25% से 90% तक की उपज थी। मिथाइल एथिल कीटोन का उपयोग कुछ प्रतिक्रियाओं में विलायक के रूप में भी किया गया है। वोंडरहेगन एट अल. पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स (उदाहरण के लिए, डाइमिथाइलफॉर्मैमाइड/पानी) और मिथाइल ब्यूटाइल कीटोन के मिश्रण का उपयोग करके अमीनो एसिड, प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट्स और/या उनके डेरिवेटिव के लाइपेस और प्रोटीज़-उत्प्रेरित एन-एसिलेशन प्रतिक्रियाओं का भी वर्णन किया गया है।
शुरुआती दिनों में, एएएस के एंजाइम-उत्प्रेरित संश्लेषण के साथ मुख्य समस्या कम पैदावार थी। वैलिवेटी एट अल के अनुसार। विभिन्न लाइपेज का उपयोग करने और कई दिनों तक 70 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेट करने के बाद भी एन-टेट्राडेकेनॉयल अमीनो एसिड डेरिवेटिव की उपज केवल 2% -10% थी। मोंटेट एट अल. फैटी एसिड और वनस्पति तेलों का उपयोग करके एन-एसिल लाइसिन के संश्लेषण में अमीनो एसिड की कम उपज से संबंधित समस्याओं का भी सामना करना पड़ा। उनके अनुसार, विलायक मुक्त परिस्थितियों में और कार्बनिक विलायकों का उपयोग करने पर उत्पाद की अधिकतम उपज 19% थी। वैलिवेटी और अन्य को भी इसी समस्या का सामना करना पड़ा। N-Cbz-L-लाइसिन या N-Cbz-लाइसिन मिथाइल एस्टर डेरिवेटिव के संश्लेषण में।
इस अध्ययन में, उन्होंने दावा किया कि एन-संरक्षित सेरीन को सब्सट्रेट के रूप में और नोवोज़ाइम 435 को पिघले हुए विलायक-मुक्त वातावरण में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने पर 3-ओ-टेट्राडेकेनॉयल-एल-सेरीन की उपज 80% थी। नागाओ और किटो ने लाइपेज का उपयोग करते समय एल-सेरीन, एल-होमोसेरिन, एल-थ्रेओनीन और एल-टायरोसिन (एलईटी) के ओ-एसिलेशन का अध्ययन किया। प्रतिक्रिया के परिणाम (लाइपेस को जलीय बफर माध्यम में कैंडिडा सिलिंडरसिया और राइजोपस डेलेमर द्वारा प्राप्त किया गया था) और बताया कि एल-होमोसेरिन और एल-सेरीन के एसाइलेशन की पैदावार कुछ कम थी, जबकि एल-थ्रेओनीन और एलईटी का कोई एसाइलेशन नहीं हुआ।
कई शोधकर्ताओं ने लागत प्रभावी एएएस के संश्लेषण के लिए सस्ते और आसानी से उपलब्ध सबस्ट्रेट्स के उपयोग का समर्थन किया है। सू एट अल. दावा किया गया कि ताड़ के तेल आधारित सर्फेक्टेंट की तैयारी स्थिर लिपोएंजाइम के साथ सबसे अच्छा काम करती है। उन्होंने नोट किया कि समय लेने वाली प्रतिक्रिया (6 दिन) के बावजूद उत्पादों की उपज बेहतर होगी। गेरोवा एट अल. चक्रीय/रेसेमिक मिश्रण में मेथियोनीन, प्रोलाइन, ल्यूसीन, थ्रेओनीन, फेनिलएलनिन और फेनिलग्लिसिन के आधार पर चिरल एन-पामिटॉयल एएएस के संश्लेषण और सतह गतिविधि की जांच की गई। पैंग और चू ने समाधान में अमीनो एसिड आधारित मोनोमर्स और डाइकारबॉक्सिलिक एसिड आधारित मोनोमर्स के संश्लेषण का वर्णन किया। समाधान में सह-संक्षेपण प्रतिक्रियाओं द्वारा कार्यात्मक और बायोडिग्रेडेबल अमीनो एसिड-आधारित पॉलियामाइड एस्टर की एक श्रृंखला को संश्लेषित किया गया था।
कैंटेउजीन और गुएरेइरो ने लंबी श्रृंखला वाले एलिफैटिक अल्कोहल और डायोल के साथ बोक-अला-ओएच और बोक-एस्प-ओएच के कार्बोक्जिलिक एसिड समूहों के एस्टरीकरण की सूचना दी, जिसमें विलायक के रूप में डाइक्लोरोमेथेन और उत्प्रेरक के रूप में एगरोज़ 4बी (सेफ़रोज़ 4बी) शामिल थे। इस अध्ययन में, 16 कार्बन तक फैटी अल्कोहल के साथ बोक-अला-ओएच की प्रतिक्रिया ने अच्छी पैदावार (51%) दी, जबकि बोक-एस्प-ओएच 6 और 12 कार्बन बेहतर थे, इसी उपज के साथ 63% [64] ]. 58% से 76% तक की पैदावार में 99.9%), जो कि सीबीजेड-आर्ग-ओएमई द्वारा फैटी अल्कोहल के साथ विभिन्न लंबी-श्रृंखला एल्काइलमाइन या एस्टर बॉन्ड के साथ एमाइड बॉन्ड के गठन द्वारा संश्लेषित किया गया था, जहां पपैन ने उत्प्रेरक के रूप में काम किया था।
5.2.2 जेमिनी-आधारित अमीनो एसिड/पेप्टाइड सर्फेक्टेंट का संश्लेषण
अमीनो एसिड-आधारित जेमिनी सर्फेक्टेंट में दो सीधी-श्रृंखला एएएस अणु होते हैं जो एक स्पेसर समूह द्वारा एक दूसरे से सिर से सिर तक जुड़े होते हैं। जेमिनी-प्रकार के अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट के कीमोएंजाइमेटिक संश्लेषण के लिए 2 संभावित योजनाएं हैं (आंकड़े 6 और 7)। चित्र 6 में, 2 अमीनो एसिड डेरिवेटिव को स्पेसर समूह के रूप में यौगिक के साथ प्रतिक्रिया की जाती है और फिर 2 हाइड्रोफोबिक समूहों को पेश किया जाता है। चित्र 7 में, 2 सीधी-श्रृंखला संरचनाएं एक द्वि-कार्यात्मक स्पेसर समूह द्वारा सीधे एक साथ जुड़ी हुई हैं।
जेमिनी लिपोएमिनो एसिड के एंजाइम-उत्प्रेरित संश्लेषण का सबसे पहला विकास वैलिवेटी एट अल द्वारा शुरू किया गया था। योशिमुरा एट अल. सिस्टीन और एन-एल्काइल ब्रोमाइड पर आधारित अमीनो एसिड-आधारित जेमिनी सर्फेक्टेंट के संश्लेषण, सोखना और एकत्रीकरण की जांच की गई। संश्लेषित सर्फेक्टेंट की तुलना संबंधित मोनोमेरिक सर्फेक्टेंट से की गई। फॉस्टिनो एट अल. चालकता, संतुलन सतह तनाव और स्थिर के माध्यम से एल-सिस्टीन, डी-सिस्टीन, डीएल-सिस्टीन, एल-सिस्टीन, एल-मेथिओनिन और एल-सल्फोएलानिन और उनके जेमिनी के जोड़े पर आधारित आयनिक यूरिया-आधारित मोनोमेरिक एएएस के संश्लेषण का वर्णन किया गया है। -उनका प्रतिदीप्ति लक्षण वर्णन बताएं। यह दिखाया गया कि मोनोमर और जेमिनी की तुलना करने पर जेमिनी का सीएमसी मूल्य कम था।
चित्र.6 एए डेरिवेटिव और स्पेसर का उपयोग करके जेमिनी एएएस का संश्लेषण, इसके बाद हाइड्रोफोबिक समूह का सम्मिलन
चित्र 7 द्विकार्यात्मक स्पेसर और एएएस का उपयोग करके जेमिनी एएएस का संश्लेषण
5.2.3 ग्लिसरॉलिपिड अमीनो एसिड/पेप्टाइड सर्फेक्टेंट का संश्लेषण
ग्लिसरॉलिपिड अमीनो एसिड/पेप्टाइड सर्फेक्टेंट लिपिड अमीनो एसिड का एक नया वर्ग है जो ग्लिसरॉल मोनो- (या डी-) एस्टर और फॉस्फोलिपिड के संरचनात्मक एनालॉग हैं, ग्लिसरॉल बैकबोन से जुड़े एक अमीनो एसिड के साथ एक या दो फैटी श्रृंखलाओं की उनकी संरचना के कारण। एस्टर बांड द्वारा. इन सर्फेक्टेंट का संश्लेषण ऊंचे तापमान पर और एक अम्लीय उत्प्रेरक (जैसे बीएफ 3) की उपस्थिति में अमीनो एसिड के ग्लिसरॉल एस्टर की तैयारी से शुरू होता है। एंजाइम-उत्प्रेरित संश्लेषण (उत्प्रेरक के रूप में हाइड्रॉलेज़, प्रोटीज़ और लिपेज़ का उपयोग करना) भी एक अच्छा विकल्प है (चित्र 8)।
पपैन का उपयोग करके डाइलॉराइलेटेड आर्जिनिन ग्लिसराइड संयुग्मों के एंजाइम-उत्प्रेरित संश्लेषण की सूचना मिली है। एसिटाइलार्गिनिन से डायसीलग्लिसरॉल एस्टर संयुग्मों का संश्लेषण और उनके भौतिक रासायनिक गुणों का मूल्यांकन भी बताया गया है।
चित्र 8 मोनो और डायसाइलग्लिसरॉल अमीनो एसिड संयुग्मों का संश्लेषण
स्पेसर: एनएच-(सीएच2)10-एनएच: यौगिकबी1
स्पेसर: एनएच-सी6H4-एनएच: यौगिकबी2
स्पेसर: सीएच2-सीएच2: यौगिकB3
चित्र.9 ट्रिस (हाइड्रोक्सीमिथाइल) एमिनोमेथेन से प्राप्त सममित उभयचरों का संश्लेषण
5.2.4 बोला-आधारित अमीनो एसिड/पेप्टाइड सर्फेक्टेंट का संश्लेषण
अमीनो एसिड-आधारित बोला-प्रकार के एम्फ़िफाइल्स में 2 अमीनो एसिड होते हैं जो एक ही हाइड्रोफोबिक श्रृंखला से जुड़े होते हैं। फ्रांसेस्की एट अल. 2 अमीनो एसिड (डी- या एल-अलैनिन या एल-हिस्टिडाइन) और अलग-अलग लंबाई की 1 एल्काइल श्रृंखला के साथ बोला-प्रकार के एम्फीफाइल्स के संश्लेषण का वर्णन किया और उनकी सतह गतिविधि की जांच की। वे अमीनो एसिड अंश (या तो एक असामान्य β-एमिनो एसिड या अल्कोहल का उपयोग करके) और एक C12 -C20 स्पेसर समूह के साथ उपन्यास बोला-प्रकार के एम्फ़िफाइल्स के संश्लेषण और एकत्रीकरण पर चर्चा करते हैं। उपयोग किए जाने वाले असामान्य β-अमीनो एसिड एक चीनी अमीनोएसिड, एक एज़िडोथाइमिन (एजेडटी)-व्युत्पन्न अमीनो एसिड, एक नॉरबोर्निन अमीनो एसिड और एजेडटी से प्राप्त एक अमीनो अल्कोहल हो सकते हैं (चित्रा 9)। ट्रिस (हाइड्रोक्सीमिथाइल) एमिनोमेथेन (ट्रिस) से प्राप्त सममित बोला-प्रकार के एम्फीफाइल्स का संश्लेषण (चित्रा 9)।
06 भौतिक रासायनिक गुण
यह सर्वविदित है कि अमीनो एसिड आधारित सर्फेक्टेंट (एएएस) प्रकृति में विविध और बहुमुखी हैं और कई अनुप्रयोगों में अच्छी प्रयोज्यता रखते हैं जैसे कि अच्छा घुलनशीलता, अच्छा पायसीकरण गुण, उच्च दक्षता, उच्च सतह गतिविधि प्रदर्शन और कठोर पानी (कैल्शियम आयन) के लिए अच्छा प्रतिरोध सहनशीलता)।
अमीनो एसिड के सर्फेक्टेंट गुणों (जैसे सतह तनाव, सीएमसी, चरण व्यवहार और क्राफ्ट तापमान) के आधार पर, व्यापक अध्ययन के बाद निम्नलिखित निष्कर्ष पर पहुंचे गए - एएएस की सतह गतिविधि इसके पारंपरिक सर्फेक्टेंट समकक्ष से बेहतर है।
6.1 क्रिटिकल मिसेल एकाग्रता (सीएमसी)
क्रिटिकल मिसेल सांद्रता सर्फेक्टेंट के महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है और कई सतह सक्रिय गुणों जैसे कि घुलनशीलता, कोशिका लसीका और बायोफिल्म के साथ इसकी बातचीत आदि को नियंत्रित करती है। सामान्य तौर पर, हाइड्रोकार्बन पूंछ की श्रृंखला की लंबाई बढ़ने (हाइड्रोफोबिसिटी बढ़ने) से कमी आती है। सर्फैक्टेंट समाधान के सीएमसी मूल्य में, इस प्रकार इसकी सतह गतिविधि बढ़ जाती है। अमीनो एसिड पर आधारित सर्फेक्टेंट में पारंपरिक सर्फेक्टेंट की तुलना में आमतौर पर कम सीएमसी मान होते हैं।
हेड ग्रुप और हाइड्रोफोबिक टेल्स (मोनो-केशनिक एमाइड, बाय-केशनिक एमाइड, बाय-केशनिक एमाइड-आधारित एस्टर) के विभिन्न संयोजनों के माध्यम से, इन्फैंट एट अल। तीन आर्जिनिन-आधारित एएएस को संश्लेषित किया और उनके सीएमसी और γcmc (सीएमसी पर सतह तनाव) का अध्ययन किया, जिससे पता चला कि हाइड्रोफोबिक पूंछ की लंबाई बढ़ने के साथ सीएमसी और γcmc मान कम हो गए। एक अन्य अध्ययन में, सिंगारे और म्हात्रे ने पाया कि हाइड्रोफोबिक टेल कार्बन परमाणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ एन-α-एसाइलर्जिनिन सर्फेक्टेंट का सीएमसी कम हो गया (तालिका 1)।
योशिमुरा एट अल. सिस्टीन-व्युत्पन्न अमीनो एसिड-आधारित जेमिनी सर्फेक्टेंट के सीएमसी की जांच की और दिखाया कि जब हाइड्रोफोबिक श्रृंखला में कार्बन श्रृंखला की लंबाई 10 से बढ़ाकर 12 कर दी गई तो सीएमसी कम हो गई। कार्बन श्रृंखला की लंबाई को 14 तक बढ़ाने के परिणामस्वरूप सीएमसी में वृद्धि हुई, जिसने पुष्टि की कि लंबी श्रृंखला वाले जेमिनी सर्फेक्टेंट में एकत्रित होने की प्रवृत्ति कम होती है।
फॉस्टिनो एट अल. सिस्टीन पर आधारित आयनिक जेमिनी सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में मिश्रित मिसेल के गठन की सूचना दी। जेमिनी सर्फेक्टेंट की तुलना संबंधित पारंपरिक मोनोमेरिक सर्फेक्टेंट (C 8 Cys) से भी की गई। लिपिड-सर्फेक्टेंट मिश्रण का सीएमसी मान शुद्ध सर्फेक्टेंट की तुलना में कम बताया गया है। जेमिनी सर्फेक्टेंट और 1,2-डाइहेप्टानॉयल-एसएन-ग्लिसरील-3-फॉस्फोकोलीन, एक पानी में घुलनशील, मिसेल-गठन फॉस्फोलिपिड, में मिलिमोलर स्तर पर सीएमसी था।
श्रेष्ठ और अरामाकी ने मिश्रण लवण की अनुपस्थिति में मिश्रित अमीनो एसिड-आधारित एनियोनिक-नॉनियोनिक सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में विस्कोलेस्टिक वर्म-जैसे मिसेल के गठन की जांच की। इस अध्ययन में, एन-डोडेसिल ग्लूटामेट में क्रैफ़्ट तापमान अधिक पाया गया; हालाँकि, जब मूल अमीनो एसिड एल-लाइसिन के साथ बेअसर किया गया, तो इसने मिसेल उत्पन्न किया और समाधान 25 डिग्री सेल्सियस पर न्यूटोनियन तरल की तरह व्यवहार करना शुरू कर दिया।
6.2 पानी में अच्छी घुलनशीलता
एएएस की अच्छी जल घुलनशीलता अतिरिक्त सीओ-एनएच बांड की उपस्थिति के कारण है। यह एएएस को संबंधित पारंपरिक सर्फेक्टेंट की तुलना में अधिक बायोडिग्रेडेबल और पर्यावरण के अनुकूल बनाता है। एन-एसिल-एल-ग्लूटामिक एसिड की पानी में घुलनशीलता इसके 2 कार्बोक्सिल समूहों के कारण और भी बेहतर है। Cn(CA) 2 की पानी में घुलनशीलता इसलिए भी अच्छी है क्योंकि 1 अणु में 2 आयनिक आर्जिनिन समूह होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका इंटरफ़ेस पर अधिक प्रभावी सोखना और प्रसार होता है और कम सांद्रता पर भी प्रभावी जीवाणु निषेध होता है।
6.3 क्राफ्ट तापमान और क्राफ्ट बिंदु
क्रैफ़्ट तापमान को सर्फेक्टेंट के विशिष्ट घुलनशीलता व्यवहार के रूप में समझा जा सकता है जिनकी घुलनशीलता एक विशेष तापमान से ऊपर तेजी से बढ़ जाती है। आयनिक सर्फेक्टेंट में ठोस हाइड्रेट उत्पन्न करने की प्रवृत्ति होती है, जो पानी से बाहर निकल सकते हैं। एक विशेष तापमान (तथाकथित क्रैफ़्ट तापमान) पर, सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता में एक नाटकीय और असंतत वृद्धि आमतौर पर देखी जाती है। आयनिक सर्फेक्टेंट का क्रैफ्ट बिंदु सीएमसी पर इसका क्रैफ्ट तापमान है।
यह घुलनशीलता विशेषता आमतौर पर आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए देखी जाती है और इसे इस प्रकार समझाया जा सकता है: सर्फेक्टेंट मुक्त मोनोमर की घुलनशीलता क्राफ्ट तापमान से नीचे तब तक सीमित होती है जब तक कि क्राफ्ट बिंदु तक नहीं पहुंच जाता है, जहां मिसेल गठन के कारण इसकी घुलनशीलता धीरे-धीरे बढ़ जाती है। पूर्ण घुलनशीलता सुनिश्चित करने के लिए, क्राफ्ट बिंदु से ऊपर के तापमान पर सर्फेक्टेंट फॉर्मूलेशन तैयार करना आवश्यक है।
एएएस के क्राफ्ट तापमान का अध्ययन किया गया है और इसकी तुलना पारंपरिक सिंथेटिक सर्फेक्टेंट से की गई है। श्रेष्ठ और अरामाकी ने आर्जिनिन-आधारित एएएस के क्राफ्ट तापमान का अध्ययन किया और पाया कि महत्वपूर्ण मिसेल एकाग्रता ने 2-5 से ऊपर प्री-मिसेल के रूप में एकत्रीकरण व्यवहार प्रदर्शित किया। ×10-6 मोल-एल -1 के बाद सामान्य मिसेल गठन (ओहटा एट अल।) ने छह अलग-अलग प्रकार के एन-हेक्साडेकेनॉयल एएएस को संश्लेषित किया और उनके क्रैफ्ट तापमान और अमीनो एसिड अवशेषों के बीच संबंधों पर चर्चा की।
प्रयोगों में, यह पाया गया कि एन-हेक्साडेकेनॉयल एएएस का क्रैफ्ट तापमान अमीनो एसिड अवशेषों (फेनिलएलनिन एक अपवाद है) के घटते आकार के साथ बढ़ गया, जबकि घुलनशीलता की गर्मी (गर्मी ग्रहण) अमीनो एसिड अवशेषों के घटते आकार के साथ बढ़ गई (साथ में) ग्लाइसिन और फेनिलएलनिन का अपवाद)। यह निष्कर्ष निकाला गया कि एलेनिन और फेनिलएलनिन दोनों प्रणालियों में, डीएल इंटरैक्शन एन-हेक्साडेकेनॉयल एएएस नमक के ठोस रूप में एलएल इंटरैक्शन से अधिक मजबूत है।
ब्रिटो एट अल. डिफरेंशियल स्कैनिंग माइक्रोकैलोरीमेट्री का उपयोग करके नए अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट की तीन श्रृंखलाओं के क्राफ्ट तापमान को निर्धारित किया और पाया कि ट्राइफ्लूरोएसेटेट आयन को आयोडाइड आयन में बदलने से क्रैफ्ट तापमान (लगभग 6 डिग्री सेल्सियस) में 47 डिग्री सेल्सियस से 53 डिग्री तक उल्लेखनीय वृद्धि हुई। सी। सीआईएस-डबल बांड की उपस्थिति और लंबी-श्रृंखला सेर-डेरिवेटिव में मौजूद असंतृप्ति के कारण क्राफ्ट तापमान में उल्लेखनीय कमी आई। एन-डोडेसिल ग्लूटामेट में क्रैफ्ट तापमान अधिक होने की सूचना मिली थी। हालाँकि, मूल अमीनो एसिड एल-लाइसिन के साथ उदासीनीकरण के परिणामस्वरूप घोल में मिसेल का निर्माण हुआ जो 25 डिग्री सेल्सियस पर न्यूटोनियन तरल पदार्थ की तरह व्यवहार करता था।
6.4 सतही तनाव
सर्फेक्टेंट की सतह का तनाव हाइड्रोफोबिक भाग की श्रृंखला की लंबाई से संबंधित है। झांग एट अल. विल्हेल्मी प्लेट विधि (25±0.2)°C द्वारा सोडियम कोकोयल ग्लाइसीनेट का सतह तनाव निर्धारित किया और सीएमसी पर सतह तनाव मान 33 एमएन-एम -1, सीएमसी 0.21 एमएमओएल-एल -1 निर्धारित किया। योशिमुरा एट अल. 2C n Cys प्रकार के अमीनो एसिड आधारित सतह तनाव का 2C n Cys-आधारित सतह सक्रिय एजेंटों का सतही तनाव निर्धारित किया। यह पाया गया कि सीएमसी पर सतह का तनाव बढ़ती श्रृंखला की लंबाई (एन = 8 तक) के साथ कम हो गया, जबकि एन = 12 या लंबी श्रृंखला की लंबाई वाले सर्फेक्टेंट के लिए प्रवृत्ति उलट गई थी।
डाइकार्बोक्सिलेटेड अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट की सतह के तनाव पर CaC1 2 के प्रभाव का भी अध्ययन किया गया है। इन अध्ययनों में, CaC1 2 को तीन डाइकार्बोक्सिलेटेड अमीनो एसिड-प्रकार के सर्फेक्टेंट (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2, और C12 ग्लूना 2) के जलीय घोल में जोड़ा गया था। सीएमसी के बाद पठारी मूल्यों की तुलना की गई और यह पाया गया कि सतह का तनाव बहुत कम CaC1 2 सांद्रता पर कम हो गया। यह गैस-जल इंटरफेस पर सर्फेक्टेंट की व्यवस्था पर कैल्शियम आयनों के प्रभाव के कारण होता है। दूसरी ओर, N-dodecylaminomalonate और N-dodecylaspartate के लवणों का सतह तनाव भी 10 mmol-L -1 CaC1 2 सांद्रता तक लगभग स्थिर था। 10 mmol-L -1 से ऊपर, सर्फेक्टेंट के कैल्शियम नमक के अवक्षेपण के कारण सतह का तनाव तेजी से बढ़ जाता है। एन-डोडेसिल ग्लूटामेट के डिसोडियम नमक के लिए, CaC1 2 के मध्यम संयोजन के परिणामस्वरूप सतह तनाव में उल्लेखनीय कमी आई, जबकि CaC1 2 सांद्रता में निरंतर वृद्धि के कारण अब कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ।
गैस-जल इंटरफेस पर जेमिनी-प्रकार एएएस के सोखने की गतिशीलता को निर्धारित करने के लिए, अधिकतम बुलबुला दबाव विधि का उपयोग करके गतिशील सतह तनाव निर्धारित किया गया था। परिणामों से पता चला कि सबसे लंबे परीक्षण समय के लिए, 2C 12 Cys गतिशील सतह तनाव नहीं बदला। गतिशील सतह तनाव में कमी केवल एकाग्रता, हाइड्रोफोबिक पूंछ की लंबाई और हाइड्रोफोबिक पूंछ की संख्या पर निर्भर करती है। सर्फेक्टेंट की बढ़ती सांद्रता, घटती श्रृंखला की लंबाई के साथ-साथ श्रृंखलाओं की संख्या के परिणामस्वरूप अधिक तेजी से क्षय हुआ। C n Cys (n = 8 से 12) की उच्च सांद्रता के लिए प्राप्त परिणाम विल्हेल्मी विधि द्वारा मापे गए γ cmc के बहुत करीब पाए गए।
एक अन्य अध्ययन में, सोडियम डिलॉरिल सिस्टीन (एसडीएलसी) और सोडियम डिडेकैमिनो सिस्टीन के गतिशील सतह तनाव को विल्हेल्मी प्लेट विधि द्वारा निर्धारित किया गया था, और इसके अलावा, उनके जलीय घोल के संतुलन सतह तनाव को ड्रॉप वॉल्यूम विधि द्वारा निर्धारित किया गया था। डाइसल्फ़ाइड बांड की प्रतिक्रिया की जांच अन्य तरीकों से भी की गई। 0.1 mmol-L -1SDLC समाधान में मर्कैप्टोएथेनॉल मिलाने से सतह तनाव में 34 mN-m -1 से 53 mN-m -1 तक तेजी से वृद्धि हुई। चूँकि NaClO SDLC के डाइसल्फ़ाइड बंधों को सल्फोनिक एसिड समूहों में ऑक्सीकरण कर सकता है, जब NaClO (5 mmol-L -1) को 0.1 mmol-L -1 SDLC समाधान में जोड़ा गया तो कोई समुच्चय नहीं देखा गया। ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन परिणामों से पता चला कि समाधान में कोई समुच्चय नहीं बना था। एसडीएलसी का सतह तनाव 20 मिनट की अवधि में 34 एमएन-एम -1 से 60 एमएन-एम -1 तक बढ़ता पाया गया।
6.5 बाइनरी सतह इंटरैक्शन
जीवन विज्ञान में, कई समूहों ने गैस-पानी इंटरफेस पर धनायनित एएएस (डायसाइलग्लिसरॉल आर्जिनिन-आधारित सर्फेक्टेंट) और फॉस्फोलिपिड्स के मिश्रण के कंपन गुणों का अध्ययन किया है, अंत में निष्कर्ष निकाला है कि यह गैर-आदर्श गुण इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के प्रसार का कारण बनता है।
6.6 एकत्रीकरण गुण
गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन का उपयोग आमतौर पर सीएमसी से ऊपर की सांद्रता पर अमीनो एसिड-आधारित मोनोमर्स और जेमिनी सर्फेक्टेंट के एकत्रीकरण गुणों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जिससे एक स्पष्ट हाइड्रोडायनामिक व्यास डीएच (= 2आर एच) प्राप्त होता है। C n Cys और 2Cn Cys द्वारा निर्मित समुच्चय अपेक्षाकृत बड़े होते हैं और अन्य सर्फेक्टेंट की तुलना में इनका व्यापक पैमाने पर वितरण होता है। 2C 12 Cys को छोड़कर सभी सर्फेक्टेंट आमतौर पर लगभग 10 एनएम का समुच्चय बनाते हैं। जेमिनी सर्फेक्टेंट के मिसेल आकार उनके मोनोमेरिक समकक्षों की तुलना में काफी बड़े होते हैं। हाइड्रोकार्बन श्रृंखला की लंबाई में वृद्धि से मिसेल आकार में भी वृद्धि होती है। ओह्टा एट अल. जलीय घोल में एन-डोडेसिल-फेनिल-अलनील-फेनिल-अलैनिन टेट्रामेथाइलमोनियम के तीन अलग-अलग स्टीरियोइसोमर्स के एकत्रीकरण गुणों का वर्णन किया और दिखाया कि डायस्टेरियोसोमर्स का जलीय घोल में समान महत्वपूर्ण एकत्रीकरण एकाग्रता है। इवाहाशी एट अल. सर्कुलर डाइक्रोइज्म, एनएमआर और वाष्प दबाव ऑस्मोमेट्री द्वारा जांच की गई, विभिन्न सॉल्वैंट्स (जैसे टेट्राहाइड्रोफ्यूरान, एसीटोनिट्राइल, 1,4) में एन-डोडेकेनॉयल-एल-ग्लूटामिक एसिड, एन-डोडेकेनॉयल-एल-वेलिन और उनके मिथाइल एस्टर के चिरल समुच्चय का गठन -डाइऑक्सेन और 1,2-डाइक्लोरोइथेन) की घूर्णी गुणों के साथ सर्कुलर डाइक्रोइज्म, एनएमआर और वाष्प दबाव ऑस्मोमेट्री द्वारा जांच की गई थी।
6.7 इंटरफेशियल सोखना
अमीनो एसिड-आधारित सर्फेक्टेंट का इंटरफेशियल सोखना और इसके पारंपरिक समकक्ष के साथ इसकी तुलना भी अनुसंधान दिशाओं में से एक है। उदाहरण के लिए, एलईटी और एलईपी से प्राप्त सुगंधित अमीनो एसिड के डोडेसिल एस्टर के इंटरफेशियल सोखना गुणों की जांच की गई। परिणामों से पता चला कि एलईटी और एलईपी ने क्रमशः गैस-तरल इंटरफेस और पानी/हेक्सेन इंटरफेस पर निचले इंटरफेसियल क्षेत्रों का प्रदर्शन किया।
बोर्डेस एट अल. तीन डाइकार्बोक्सिलेटेड अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट, डोडेसिल ग्लूटामेट, डोडेसिल एस्पार्टेट और एमिनोमैलोनेट के डिसोडियम लवण (क्रमशः दो कार्बोक्सिल समूहों के बीच 3, 2 और 1 कार्बन परमाणुओं के साथ) के गैस-पानी इंटरफेस पर समाधान व्यवहार और सोखना की जांच की गई। इस रिपोर्ट के अनुसार, डाइकार्बोक्सिलेटेड सर्फेक्टेंट का सीएमसी मोनोकार्बोक्सिलेटेड डोडेसिल ग्लाइसीन नमक की तुलना में 4-5 गुना अधिक था। इसका श्रेय डाइकार्बोक्सिलेटेड सर्फेक्टेंट और पड़ोसी अणुओं के बीच एमाइड समूहों के माध्यम से हाइड्रोजन बांड के गठन को दिया जाता है।
6.8 चरण व्यवहार
बहुत उच्च सांद्रता पर सर्फेक्टेंट के लिए आइसोट्रोपिक असंतत घन चरण देखे जाते हैं। बहुत बड़े शीर्ष समूहों वाले सर्फैक्टेंट अणु छोटे सकारात्मक वक्रता के समुच्चय बनाते हैं। मार्क्स एट अल. 12Lys12/12Ser और 8Lys8/16Ser सिस्टम के चरण व्यवहार का अध्ययन किया (चित्र 10 देखें), और परिणामों से पता चला कि 12Lys12/12Ser सिस्टम में माइक्रेलर और वेसिकुलर समाधान क्षेत्रों के बीच एक चरण पृथक्करण क्षेत्र है, जबकि 8Lys8/16Ser सिस्टम में 8Lys8/16Ser प्रणाली एक सतत संक्रमण (छोटे माइक्रेलर चरण क्षेत्र और पुटिका चरण क्षेत्र के बीच लम्बा माइक्रेलर चरण क्षेत्र) दिखाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 12Lys12/12Ser प्रणाली के पुटिका क्षेत्र के लिए, पुटिकाएं हमेशा मिसेल के साथ सह-अस्तित्व में होती हैं, जबकि 8Lys8/16Ser प्रणाली के पुटिका क्षेत्र में केवल पुटिकाएं होती हैं।
लाइसिन- और सेरीन-आधारित सर्फेक्टेंट का कैटानियोनिक मिश्रण: सममित 12Lys12/12Ser जोड़ी (बाएं) और असममित 8Lys8/16Ser जोड़ी (दाएं)
6.9 पायसीकारी क्षमता
काउची एट अल. एन-[3-डोडेसिल-2-हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल]-एल-आर्जिनिन, एल-ग्लूटामेट और अन्य एएएस की पायसीकारी क्षमता, इंटरफेशियल तनाव, फैलाव और चिपचिपाहट की जांच की गई। सिंथेटिक सर्फेक्टेंट (उनके पारंपरिक नॉनऑनिक और एम्फोटेरिक समकक्ष) की तुलना में, परिणामों से पता चला कि एएएस में पारंपरिक सर्फेक्टेंट की तुलना में मजबूत पायसीकारी क्षमता है।
बैक्ज़को एट अल. नए अनियोनिक अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट को संश्लेषित किया और चिरल उन्मुख एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी सॉल्वैंट्स के रूप में उनकी उपयुक्तता की जांच की। विभिन्न हाइड्रोफोबिक पूंछों (पेंटाइल ~ टेट्राडेसिल) के साथ सल्फोनेट-आधारित एम्फीफिलिक एल-पीएचई या एल-एला डेरिवेटिव की एक श्रृंखला को ओ-सल्फोबेन्ज़ोइक एनहाइड्राइड के साथ अमीनो एसिड पर प्रतिक्रिया करके संश्लेषित किया गया था। वू एट अल. एन-फैटी एसाइल एएएस और के संश्लेषित सोडियम लवणतेल-इन-वाटर इमल्शन में उनकी पायसीकरण क्षमता की जांच की गई, और परिणामों से पता चला कि इन सर्फेक्टेंट ने तेल चरण के रूप में एन-हेक्सेन की तुलना में तेल चरण के रूप में एथिल एसीटेट के साथ बेहतर प्रदर्शन किया।
6.10 संश्लेषण और उत्पादन में प्रगति
कठोर जल प्रतिरोध को कठोर जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे आयनों की उपस्थिति का विरोध करने के लिए सर्फेक्टेंट की क्षमता के रूप में समझा जा सकता है, अर्थात, कैल्शियम साबुन में वर्षा से बचने की क्षमता। उच्च कठोर जल प्रतिरोध वाले सर्फेक्टेंट डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन और व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों के लिए बहुत उपयोगी होते हैं। कैल्शियम आयनों की उपस्थिति में सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता और सतह गतिविधि में परिवर्तन की गणना करके कठोर जल प्रतिरोध का मूल्यांकन किया जा सकता है।
कठोर जल प्रतिरोध का मूल्यांकन करने का एक अन्य तरीका 100 ग्राम सोडियम ओलिएट से बने कैल्शियम साबुन को पानी में फैलाने के लिए आवश्यक सर्फेक्टेंट के प्रतिशत या ग्राम की गणना करना है। उच्च कठोर पानी वाले क्षेत्रों में, कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों और खनिज सामग्री की उच्च सांद्रता कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोगों को कठिन बना सकती है। अक्सर सोडियम आयन का उपयोग सिंथेटिक आयनिक सर्फेक्टेंट के काउंटर आयन के रूप में किया जाता है। चूँकि द्विसंयोजक कैल्शियम आयन दोनों सर्फेक्टेंट अणुओं से बंधा होता है, यह सर्फेक्टेंट को समाधान से अधिक आसानी से अवक्षेपित करने का कारण बनता है जिससे डिटर्जेंट की संभावना कम हो जाती है।
एएएस के कठोर जल प्रतिरोध के अध्ययन से पता चला कि एसिड और कठोर जल प्रतिरोध एक अतिरिक्त कार्बोक्सिल समूह से काफी प्रभावित थे, और दो कार्बोक्सिल समूहों के बीच स्पेसर समूह की लंबाई में वृद्धि के साथ एसिड और कठोर जल प्रतिरोध में और वृद्धि हुई। . अम्ल और कठोर जल प्रतिरोध का क्रम C 12 ग्लाइसीनेट < C 12 एस्पार्टेट < C 12 ग्लूटामेट था। क्रमशः डाइकार्बोक्सिलेटेड एमाइड बॉन्ड और डाइकार्बोक्सिलेटेड अमीनो सर्फेक्टेंट की तुलना करने पर, यह पाया गया कि उत्तरार्द्ध की पीएच सीमा व्यापक थी और उचित मात्रा में एसिड मिलाने से इसकी सतह गतिविधि बढ़ गई। डाइकार्बोक्सिलेटेड एन-अल्काइल अमीनो एसिड ने कैल्शियम आयनों की उपस्थिति में चेलेटिंग प्रभाव दिखाया और सी 12 एस्पार्टेट ने सफेद जेल बनाया। सी 12 ग्लूटामेट ने उच्च सीए 2+ सांद्रता पर उच्च सतह गतिविधि दिखाई और उम्मीद है कि इसका उपयोग समुद्री जल अलवणीकरण में किया जाएगा।
6.11 फैलावशीलता
फैलावशीलता से तात्पर्य समाधान में सर्फेक्टेंट के सहसंयोजन और अवसादन को रोकने के लिए एक सर्फेक्टेंट की क्षमता से है।फैलावशीलता सर्फेक्टेंट का एक महत्वपूर्ण गुण है जो उन्हें डिटर्जेंट, सौंदर्य प्रसाधन और फार्मास्यूटिकल्स में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।एक फैलाने वाले एजेंट में हाइड्रोफोबिक समूह और टर्मिनल हाइड्रोफिलिक समूह (या सीधी श्रृंखला हाइड्रोफोबिक समूहों के बीच) के बीच एस्टर, ईथर, एमाइड या अमीनो बंधन होना चाहिए।
आम तौर पर, आयनिक सर्फेक्टेंट जैसे अल्कानोलैमिडो सल्फेट्स और एम्फोटेरिक सर्फेक्टेंट जैसे एमिडोसल्फोबेटाइन कैल्शियम साबुन के लिए फैलाने वाले एजेंट के रूप में विशेष रूप से प्रभावी होते हैं।
कई शोध प्रयासों ने एएएस की फैलावशीलता निर्धारित की है, जहां एन-लॉरॉयल लाइसिन को पानी के साथ खराब रूप से संगत पाया गया और कॉस्मेटिक फॉर्मूलेशन के लिए उपयोग करना मुश्किल था।इस श्रृंखला में, एन-एसिल-प्रतिस्थापित बुनियादी अमीनो एसिड में शानदार फैलाव क्षमता होती है और इसका उपयोग कॉस्मेटिक उद्योग में फॉर्मूलेशन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।
07 विषाक्तता
पारंपरिक सर्फेक्टेंट, विशेष रूप से धनायनित सर्फेक्टेंट, जलीय जीवों के लिए अत्यधिक विषैले होते हैं। उनकी तीव्र विषाक्तता कोशिका-जल इंटरफ़ेस पर सर्फेक्टेंट के सोखना-आयन इंटरैक्शन की घटना के कारण होती है। सर्फेक्टेंट के सीएमसी को कम करने से आमतौर पर सर्फेक्टेंट का मजबूत इंटरफेशियल सोखना होता है, जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर उनकी तीव्र विषाक्तता बढ़ जाती है। सर्फेक्टेंट की हाइड्रोफोबिक श्रृंखला की लंबाई में वृद्धि से सर्फेक्टेंट तीव्र विषाक्तता में भी वृद्धि होती है।अधिकांश एएएस मनुष्यों और पर्यावरण (विशेष रूप से समुद्री जीवों) के लिए कम या गैर विषैले होते हैं और खाद्य सामग्री, फार्मास्यूटिकल्स और सौंदर्य प्रसाधनों के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त होते हैं।कई शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट त्वचा के लिए कोमल और गैर-परेशान करने वाले होते हैं। आर्जिनिन-आधारित सर्फेक्टेंट अपने पारंपरिक समकक्षों की तुलना में कम विषैले माने जाते हैं।
ब्रिटो एट अल. अमीनो एसिड-आधारित एम्फ़िफाइल्स और उनके [टायरोसिन (टायर), हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन (हाइप), सेरीन (सेर) और लाइसिन (लिस) से व्युत्पन्न) धनायनित पुटिकाओं के सहज गठन के भौतिक-रासायनिक और विष विज्ञान संबंधी गुणों का अध्ययन किया और उनकी तीव्र विषाक्तता पर डेटा दिया। डफ़निया मैग्ना (आईसी 50)। उन्होंने डोडेसिलट्रिमिथाइलमोनियम ब्रोमाइड (डीटीएबी)/लिस-डेरिवेटिव और/या सेर-/लिस-व्युत्पन्न मिश्रण के धनायनित पुटिकाओं को संश्लेषित किया और उनकी इकोटॉक्सिसिटी और हेमोलिटिक क्षमता का परीक्षण किया, जिससे पता चला कि सभी एएएस और उनके पुटिका-युक्त मिश्रण पारंपरिक सर्फेक्टेंट डीटीएबी की तुलना में कम विषाक्त थे। .
रोज़ा एट अल. स्थिर अमीनो एसिड-आधारित धनायनित पुटिकाओं के साथ डीएनए के बंधन (संबंध) की जांच की गई। पारंपरिक धनायनिक सर्फेक्टेंट के विपरीत, जो अक्सर विषाक्त प्रतीत होते हैं, धनायनिक अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट की परस्पर क्रिया गैर-विषैली प्रतीत होती है। धनायनित एएएस आर्जिनिन पर आधारित है, जो कुछ आयनिक सर्फेक्टेंट के साथ संयोजन में स्वचालित रूप से स्थिर पुटिकाओं का निर्माण करता है। अमीनो एसिड-आधारित संक्षारण अवरोधकों को भी गैर विषैले बताया गया है। ये सर्फेक्टेंट उच्च शुद्धता (99% तक), कम लागत, आसानी से बायोडिग्रेडेबल और जलीय मीडिया में पूरी तरह से घुलनशील होने के साथ आसानी से संश्लेषित होते हैं। कई अध्ययनों से पता चला है कि सल्फर युक्त अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट संक्षारण अवरोध में बेहतर हैं।
एक हालिया अध्ययन में, पेरिनेली एट अल। पारंपरिक सर्फेक्टेंट की तुलना में रैम्नोलिपिड्स की एक संतोषजनक विष विज्ञान प्रोफ़ाइल की सूचना दी। रैम्नोलिपिड्स को पारगम्यता बढ़ाने वाले के रूप में कार्य करने के लिए जाना जाता है। उन्होंने मैक्रोमोलेक्यूलर दवाओं की उपकला पारगम्यता पर रैम्नोलिपिड्स के प्रभाव की भी सूचना दी।
08 रोगाणुरोधी गतिविधि
सर्फेक्टेंट की रोगाणुरोधी गतिविधि का मूल्यांकन न्यूनतम निरोधात्मक एकाग्रता द्वारा किया जा सकता है। आर्जिनिन-आधारित सर्फेक्टेंट की रोगाणुरोधी गतिविधि का विस्तार से अध्ययन किया गया है। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की तुलना में ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया आर्जिनिन-आधारित सर्फेक्टेंट के प्रति अधिक प्रतिरोधी पाए गए। सर्फेक्टेंट की रोगाणुरोधी गतिविधि आमतौर पर एसाइल श्रृंखला के भीतर हाइड्रॉक्सिल, साइक्लोप्रोपेन या असंतृप्त बांड की उपस्थिति से बढ़ जाती है। कैस्टिलो एट अल. पता चला कि एसाइल श्रृंखला की लंबाई और सकारात्मक चार्ज अणु के एचएलबी मूल्य (हाइड्रोफिलिक-लिपोफिलिक संतुलन) को निर्धारित करते हैं, और ये झिल्ली को बाधित करने की उनकी क्षमता पर प्रभाव डालते हैं। Nα-एसाइलर्जिनिन मिथाइल एस्टर व्यापक-स्पेक्ट्रम रोगाणुरोधी गतिविधि के साथ धनायनित सर्फेक्टेंट का एक और महत्वपूर्ण वर्ग है और यह आसानी से बायोडिग्रेडेबल है और इसमें कम या कोई विषाक्तता नहीं है। 1,2-डिपाल्मिटॉयल-एसएन-प्रोपाइलट्रायॉक्सिल-3-फॉस्फोरिलकोलाइन और 1,2-डाइटेट्रेडेकेनॉयल-एसएन-प्रोपाइलट्रायॉक्सिल-3-फॉस्फोरिलकोलाइन, मॉडल झिल्ली और जीवित जीवों के साथ एनα-एसाइलर्जिनिन मिथाइल एस्टर-आधारित सर्फेक्टेंट की बातचीत पर अध्ययन बाहरी बाधाओं की उपस्थिति या अनुपस्थिति से पता चला है कि सर्फेक्टेंट के इस वर्ग में अच्छी रोगाणुरोधी गतिविधि है। परिणामों से पता चला है कि सर्फेक्टेंट में अच्छी जीवाणुरोधी गतिविधि है।
09 रियोलॉजिकल गुण
सर्फेक्टेंट के रियोलॉजिकल गुण भोजन, फार्मास्यूटिकल्स, तेल निष्कर्षण, व्यक्तिगत देखभाल और घरेलू देखभाल उत्पादों सहित विभिन्न उद्योगों में उनके अनुप्रयोगों को निर्धारित करने और भविष्यवाणी करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अमीनो एसिड सर्फेक्टेंट और सीएमसी की विस्कोइलास्टिसिटी के बीच संबंधों पर चर्चा करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं।
कॉस्मेटिक उद्योग में 10 अनुप्रयोग
एएएस का उपयोग कई व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों के निर्माण में किया जाता है।पोटेशियम एन-कोकोयल ग्लाइसीनेट त्वचा पर कोमल पाया जाता है और इसका उपयोग चेहरे की सफाई में कीचड़ और मेकअप को हटाने के लिए किया जाता है। एन-एसाइल-एल-ग्लूटामिक एसिड में दो कार्बोक्सिल समूह होते हैं, जो इसे पानी में अधिक घुलनशील बनाता है। इनमें से एएएस, सी 12 फैटी एसिड पर आधारित एएएस का उपयोग चेहरे की सफाई में कीचड़ और मेकअप को हटाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। सी 18 श्रृंखला वाले एएएस का उपयोग त्वचा देखभाल उत्पादों में इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है, और एन-लॉरिल अलैनिन लवण मलाईदार फोम बनाने के लिए जाने जाते हैं जो त्वचा को परेशान नहीं करते हैं और इसलिए शिशु देखभाल उत्पादों के निर्माण में इसका उपयोग किया जा सकता है। टूथपेस्ट में उपयोग किए जाने वाले एन-लॉरिल-आधारित एएएस में साबुन के समान अच्छी डिटर्जेंट और मजबूत एंजाइम-अवरोधक प्रभावकारिता होती है।
पिछले कुछ दशकों में, सौंदर्य प्रसाधनों, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों और फार्मास्यूटिकल्स के लिए सर्फेक्टेंट की पसंद ने कम विषाक्तता, सौम्यता, स्पर्श के प्रति सौम्यता और सुरक्षा पर ध्यान केंद्रित किया है। इन उत्पादों के उपभोक्ता संभावित जलन, विषाक्तता और पर्यावरणीय कारकों से भली-भांति परिचित हैं।
आज, सौंदर्य प्रसाधनों और व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों में अपने पारंपरिक समकक्षों की तुलना में कई फायदों के कारण एएएस का उपयोग कई शैंपू, हेयर डाई और स्नान साबुन बनाने के लिए किया जाता है।प्रोटीन-आधारित सर्फेक्टेंट में व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों के लिए आवश्यक वांछनीय गुण होते हैं। कुछ एएएस में फिल्म बनाने की क्षमता होती है, जबकि अन्य में अच्छी फोमिंग क्षमता होती है।
अमीनो एसिड स्ट्रेटम कॉर्नियम में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले महत्वपूर्ण मॉइस्चराइजिंग कारक हैं। जब एपिडर्मल कोशिकाएं मर जाती हैं, तो वे स्ट्रेटम कॉर्नियम का हिस्सा बन जाती हैं और इंट्रासेल्युलर प्रोटीन धीरे-धीरे अमीनो एसिड में विघटित हो जाते हैं। इन अमीनो एसिड को फिर स्ट्रेटम कॉर्नियम में ले जाया जाता है, जहां वे वसा या वसा जैसे पदार्थों को एपिडर्मल स्ट्रेटम कॉर्नियम में अवशोषित करते हैं, जिससे त्वचा की सतह की लोच में सुधार होता है। त्वचा में प्राकृतिक मॉइस्चराइजिंग कारक का लगभग 50% अमीनो एसिड और पाइरोलिडोन से बना होता है।
कोलेजन, एक सामान्य कॉस्मेटिक घटक, में अमीनो एसिड भी होता है जो त्वचा को मुलायम रखता है।त्वचा की खुरदरापन और बेजानता जैसी समस्याएं काफी हद तक अमीनो एसिड की कमी के कारण होती हैं। एक अध्ययन से पता चला है कि मरहम के साथ अमीनो एसिड मिलाने से त्वचा की जलन से राहत मिलती है, और प्रभावित क्षेत्र केलोइड निशान बने बिना अपनी सामान्य स्थिति में लौट आते हैं।
क्षतिग्रस्त क्यूटिकल्स की देखभाल में अमीनो एसिड भी बहुत उपयोगी पाया गया है।सूखे, आकारहीन बाल गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त स्ट्रेटम कॉर्नियम में अमीनो एसिड की एकाग्रता में कमी का संकेत दे सकते हैं। अमीनो एसिड में बालों की जड़ों में छल्ली को भेदने और त्वचा से नमी को अवशोषित करने की क्षमता होती है।अमीनो एसिड आधारित सर्फेक्टेंट की यह क्षमता उन्हें शैंपू, हेयर डाई, हेयर सॉफ्टनर, हेयर कंडीशनर में बहुत उपयोगी बनाती है और अमीनो एसिड की उपस्थिति बालों को मजबूत बनाती है।
रोजमर्रा के सौंदर्य प्रसाधनों में 11 अनुप्रयोग
वर्तमान में, दुनिया भर में अमीनो एसिड-आधारित डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन की मांग बढ़ रही है।एएएस को बेहतर सफाई क्षमता, झाग बनाने की क्षमता और कपड़े को नरम करने के गुणों के लिए जाना जाता है, जो उन्हें घरेलू डिटर्जेंट, शैंपू, बॉडी वॉश और अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।एसपारटिक एसिड-व्युत्पन्न एम्फोटेरिक एएएस को चेलेटिंग गुणों वाला एक अत्यधिक प्रभावी डिटर्जेंट बताया गया है। त्वचा की जलन को कम करने के लिए एन-एल्काइल-बीटा-एमिनोइथॉक्सी एसिड युक्त डिटर्जेंट सामग्री का उपयोग पाया गया। N-cocoyl-β-aminopropionate से युक्त एक तरल डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन को धातु की सतहों पर तेल के दाग के लिए एक प्रभावी डिटर्जेंट बताया गया है। एक एमिनोकार्बोक्सिलिक एसिड सर्फेक्टेंट, सी 14 सीएचओएचसीएच 2 एनएचसीएच 2 कूना में भी बेहतर डिटर्जेंट दिखाया गया है और इसका उपयोग कपड़ा, कालीन, बाल, कांच आदि की सफाई के लिए किया जाता है। 2-हाइड्रॉक्सी-3-एमिनोप्रोपियोनिक एसिड-एन,एन- एसिटोएसिटिक एसिड डेरिवेटिव को अच्छी कॉम्प्लेक्सिंग क्षमता के लिए जाना जाता है और इस प्रकार यह ब्लीचिंग एजेंटों को स्थिरता देता है।
एन-(एन'-लॉन्ग-चेन एसाइल-बीटा-अलैनिल)-बीटा-अलैनिन पर आधारित डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन की तैयारी कीगो और तात्सुया ने अपने पेटेंट में बेहतर धुलाई क्षमता और स्थिरता, आसान फोम तोड़ने और अच्छे कपड़े को नरम करने के लिए रिपोर्ट की है। . काओ ने एन-एसाइल-1 -एन-हाइड्रॉक्सी-बीटा-अलैनिन पर आधारित एक डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन विकसित किया और कम त्वचा की जलन, उच्च जल प्रतिरोध और उच्च दाग हटाने की शक्ति की सूचना दी।
जापानी कंपनी अजीनोमोटो शैंपू, डिटर्जेंट और सौंदर्य प्रसाधनों में मुख्य सामग्री के रूप में एल-ग्लूटामिक एसिड, एल-आर्जिनिन और एल-लाइसिन पर आधारित कम विषैले और आसानी से नष्ट होने वाले एएएस का उपयोग करती है (चित्र 13)। प्रोटीन की गंदगी को दूर करने के लिए डिटर्जेंट फॉर्मूलेशन में एंजाइम एडिटिव्स की क्षमता भी बताई गई है। ग्लूटामिक एसिड, एलेनिन, मिथाइलग्लिसिन, सेरीन और एसपारटिक एसिड से प्राप्त एन-एसिल एएएस को जलीय घोल में उत्कृष्ट तरल डिटर्जेंट के रूप में उपयोग के लिए सूचित किया गया है। ये सर्फेक्टेंट बहुत कम तापमान पर भी चिपचिपाहट नहीं बढ़ाते हैं, और इन्हें सजातीय फोम प्राप्त करने के लिए फोमिंग डिवाइस के भंडारण पोत से आसानी से स्थानांतरित किया जा सकता है।
पोस्ट करने का समय: जून-09-2022