Índice deste artigo:
1. Desenvolvemento de Aminoácidos
2. Propiedades estruturais
3. Composición química
4.Clasificación
5. Síntese
6. Propiedades fisicoquímicas
7. Toxicidade
8. Actividade antimicrobiana
9. Propiedades reolóxicas
10. Aplicacións na industria cosmética
11. Aplicacións na cosmética cotiá
Tensoactivos de aminoácidos (AAS)son unha clase de surfactantes formados pola combinación de grupos hidrófobos con un ou máis aminoácidos. Neste caso, os aminoácidos poden ser sintéticos ou derivados de hidrolizados de proteínas ou fontes renovables similares. Este traballo abarca os detalles da maioría das rutas sintéticas dispoñibles para AAS e o efecto de diferentes rutas sobre as propiedades fisicoquímicas dos produtos finais, incluíndo a solubilidade, a estabilidade da dispersión, a toxicidade e a biodegradabilidade. Como clase de surfactantes en demanda crecente, a versatilidade dos AAS debido á súa estrutura variable ofrece un gran número de oportunidades comerciais.
Dado que os surfactantes son amplamente utilizados en deterxentes, emulsionantes, inhibidores da corrosión, recuperación de aceite terciario e produtos farmacéuticos, os investigadores nunca deixaron de prestar atención aos surfactantes.
Os surfactantes son os produtos químicos máis representativos que se consumen en grandes cantidades a diario en todo o mundo e que teñen un impacto negativo no medio acuático.Os estudos demostraron que o uso xeneralizado de surfactantes tradicionais pode ter un impacto negativo no medio ambiente.
Hoxe, a non toxicidade, a biodegradabilidade e a biocompatibilidade son case tan importantes para os consumidores como a utilidade e o rendemento dos surfactantes.
Os biosurfactantes son surfactantes sostibles e respectuosos co medio ambiente que son sintetizados de forma natural por microorganismos como bacterias, fungos e lévedos, ou secretados extracelularmente.Polo tanto, os biosurfactantes tamén se poden preparar mediante deseño molecular para imitar estruturas anfifílicas naturais, como fosfolípidos, alquil glicósidos e acil aminoácidos.
Tensoactivos de aminoácidos (AAS)son un dos tensioactivos típicos, normalmente producidos a partir de materias primas de orixe animal ou agrícola. Durante as últimas dúas décadas, os AAS atraeron un gran interese dos científicos como novos surfactantes, non só porque poden sintetizarse a partir de recursos renovables, senón tamén porque os AAS son facilmente degradables e teñen subprodutos inofensivos, o que os fai máis seguros para os ambiente.
O AAS pódese definir como unha clase de surfactantes constituída por aminoácidos que conteñen grupos de aminoácidos (HO 2 C-CHR-NH 2) ou residuos de aminoácidos (HO 2 C-CHR-NH-). As dúas rexións funcionais dos aminoácidos permiten a derivación dunha gran variedade de surfactantes. Sábese que na natureza existen un total de 20 aminoácidos proteinoxénicos estándar e son responsables de todas as reaccións fisiolóxicas no crecemento e nas actividades da vida. Difiren entre si só segundo o residuo R (Figura 1, pk a é o logaritmo negativo da constante de disociación do ácido da solución). Algunhas son apolares e hidrófobas, outras polares e hidrófilas, outras básicas e outras ácidas.
Debido a que os aminoácidos son compostos renovables, os tensioactivos sintetizados a partir de aminoácidos tamén teñen un alto potencial para facerse sostibles e respectuosos co medio ambiente. A estrutura simple e natural, a baixa toxicidade e a rápida biodegradabilidade fan que sexan superiores aos tensioactivos convencionais. Usando materias primas renovables (por exemplo, aminoácidos e aceites vexetais), o AAS pódese producir por diferentes rutas biotecnolóxicas e químicas.
A principios do século XX, descubriuse por primeira vez que os aminoácidos se usaban como substratos para a síntese de surfactantes.AAS utilizáronse principalmente como conservantes en formulacións farmacéuticas e cosméticas.Ademais, descubriuse que o AAS era bioloxicamente activo contra unha variedade de bacterias, tumores e virus causantes de enfermidades. En 1988, a dispoñibilidade de AAS de baixo custo xerou interese de investigación na actividade superficial. Hoxe, co desenvolvemento da biotecnoloxía, algúns aminoácidos tamén poden ser sintetizados comercialmente a gran escala por lévedos, o que demostra indirectamente que a produción de AAS é máis respectuosa co medio ambiente.
01 Desenvolvemento de Aminoácidos
Xa a principios do século XIX, cando se descubriron por primeira vez os aminoácidos naturais, previuse que as súas estruturas serían extremadamente valiosas, utilizables como materias primas para a preparación de anfífilos. O primeiro estudo sobre a síntese de AAS foi informado por Bondi en 1909.
Nese estudo introducíronse a N-acilglicina e a N-acilalanina como grupos hidrófilos para surfactantes. Os traballos posteriores implicaron a síntese de lipoAminoácidos (AAS) usando glicina e alanina, e Hentrich et al. publicou unha serie de resultados,incluída a primeira solicitude de patente, sobre o uso de acil sarcosinato e sales de acil aspartato como tensioactivos en produtos de limpeza domésticos (por exemplo, xampús, deterxentes e pastas de dentes).Posteriormente, moitos investigadores investigaron a síntese e as propiedades fisicoquímicas dos acil aminoácidos. Ata a data, publicouse unha gran cantidade de literatura sobre a síntese, as propiedades, as aplicacións industriais e a biodegradabilidade do AAS.
02 Propiedades estruturais
As cadeas de ácidos graxos hidrofóbicos non polares do AAS poden variar en estrutura, lonxitude e número da cadea.A diversidade estrutural e a elevada actividade superficial dos AAS explican a súa ampla diversidade compositiva e as súas propiedades fisicoquímicas e biolóxicas. Os grupos principais do AAS están compostos por aminoácidos ou péptidos. As diferenzas nos grupos de cabeza determinan a adsorción, agregación e actividade biolóxica destes surfactantes. Os grupos funcionais do grupo principal determinan entón o tipo de AAS, incluíndo catiónico, aniónico, non iónico e anfótero. A combinación de aminoácidos hidrófilos e porcións hidrófobas de cadea longa forman unha estrutura anfifílica que fai que a molécula sexa altamente tensioactiva. Ademais, a presenza de átomos de carbono asimétricos na molécula axuda a formar moléculas quirais.
03 Composición química
Todos os péptidos e polipéptidos son os produtos de polimerización destes case 20 α-aminoácidos α-proteinoxénicos. Os 20 α-aminoácidos conteñen un grupo funcional ácido carboxílico (-COOH) e un grupo funcional amino (-NH 2), ambos unidos ao mesmo átomo de carbono α tetraédrico. Os aminoácidos diferéncianse entre si polos diferentes grupos R unidos ao carbono α (agás a licina, onde o grupo R é hidróxeno). Os grupos R poden diferir en estrutura, tamaño e carga (acidez, alcalinidade). Estas diferenzas tamén determinan a solubilidade dos aminoácidos na auga.
Os aminoácidos son quirais (excepto a glicina) e son ópticamente activos por natureza porque teñen catro substituíntes diferentes ligados ao carbono alfa. Os aminoácidos teñen dúas posibles conformacións; son imaxes especulares non superpostas entre si, a pesar de que o número de estereoisómeros L é significativamente maior. O grupo R presente nalgúns aminoácidos (fenilalanina, tirosina e triptófano) é arilo, o que leva a unha máxima absorción UV a 280 nm. O α-COOH ácido e o α-NH 2 básico dos aminoácidos son capaces de ionizarse, e ambos os estereoisómeros, sexan cales sexan, constrúen o equilibrio de ionización que se mostra a continuación.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Como se mostra no equilibrio de ionización anterior, os aminoácidos conteñen polo menos dous grupos débilmente ácidos; porén, o grupo carboxilo é moito máis ácido en comparación co grupo amino protonado. pH 7,4, o grupo carboxilo é desprotonado mentres que o grupo amino é protonado. Os aminoácidos con grupos R non ionizables son eléctricamente neutros a este pH e forman zwitterion.
04 Clasificación
A AAS pódese clasificar segundo catro criterios, que se describen a continuación.
4.1 Segundo a orixe
| Segundo a orixe, AAS pódese dividir en 2 categorías do seguinte xeito. ① Categoría Natural Algúns compostos naturais que conteñen aminoácidos tamén teñen a capacidade de reducir a tensión superficial/interfacial, e algúns incluso superan a eficacia dos glicolípidos. Estes AAS tamén se coñecen como lipopéptidos. Os lipopéptidos son compostos de baixo peso molecular, xeralmente producidos por especies de Bacillus.
Estes AAS divídense ademais en 3 subclases:surfactina, iturina e fengicina.
|
| A familia de péptidos tensioactivos engloba variantes heptapeptídicas dunha variedade de substancias,como se mostra na Figura 2a, na que unha cadea de ácidos graxos β-hidroxi insaturados C12-C16 está ligada ao péptido. O péptido tensioactivo é unha lactona macrocíclica na que o anel está pechado por catálise entre o extremo C-terminal do ácido graxo β-hidroxi e o péptido. Na subclase da iturina, hai seis variantes principais, a saber, a iturina A e C, a micosubtilina e a bacilomicina D, F e L.En todos os casos, os heptapéptidos están ligados ás cadeas C14-C17 de ácidos graxos β-amino (as cadeas poden ser diversas). No caso das ecurimicinas, o grupo amino na posición β pode formar un enlace amida co extremo C-terminal formando así unha estrutura de lactama macrocíclica.
A subclase fenxicina contén fenxicina A e B, que tamén se denominan plipastatina cando Tyr9 está configurado en D.O decapéptido está ligado a unha cadea de ácidos graxos β-hidroxi saturados ou insaturados C14-C18. Estruturalmente, a plipastatina tamén é unha lactona macrocíclica, que contén unha cadea lateral Tyr na posición 3 da secuencia peptídica e forma un enlace éster co residuo C-terminal, formando así unha estrutura de anel interno (como é o caso de moitos lipopéptidos de Pseudomonas).
② Categoría sintética Tamén se pode sintetizar AAS usando calquera dos aminoácidos ácidos, básicos e neutros. Os aminoácidos comúns utilizados para a síntese de AAS son o ácido glutámico, serina, prolina, ácido aspártico, glicina, arginina, alanina, leucina e hidrolizados de proteínas. Esta subclase de surfactantes pódese preparar por métodos químicos, enzimáticos e quimioenzimáticos; porén, para a produción de AAS, a síntese química é máis viable economicamente. Exemplos comúns inclúen o ácido N-lauroil-L-glutámico e o ácido N-palmitoil-L-glutámico.
|
4.2 Baseado en substituíntes da cadea alifática
Segundo os substituíntes da cadea alifática, os tensioactivos baseados en aminoácidos pódense dividir en dous tipos.
Segundo a posición do substituyente
| ①AAS N-substituído Nos compostos N-substituídos, un grupo amino substitúese por un grupo lipófilo ou un grupo carboxilo, o que resulta nunha perda de basicidade. o exemplo máis sinxelo de AAS N-substituído son os N-acil aminoácidos, que son esencialmente surfactantes aniónicos. Os AAS n-substituídos teñen un enlace amida unido entre as partes hidrófobas e hidrófilas. O enlace amida ten a capacidade de formar un enlace de hidróxeno, o que facilita a degradación deste surfactante nun ambiente ácido, polo que é biodegradable.
②AAS substituído por C Nos compostos substituídos con C, a substitución ocorre no grupo carboxilo (a través dun enlace amida ou éster). Os compostos substituídos con C típicos (por exemplo, ésteres ou amidas) son esencialmente surfactantes catiónicos.
③AAS substituídos por N e C Neste tipo de tensioactivos, tanto os grupos amino como carboxilo son a parte hidrófila. Este tipo é esencialmente un surfactante anfótero. |
4.3 Segundo o número de colas hidrófobas
Segundo o número de grupos de cabezas e colas hidrófobas, o AAS pódese dividir en catro grupos. AAS de cadea recta, AAS tipo Gemini (dímero), AAS tipo glicerolípido e AAS tipo anfifílico bicefálico (Bola). os surfactantes de cadea recta son surfactantes formados por aminoácidos cunha só cola hidrófoba (Figura 3). Os AAS tipo Gemini teñen dous grupos de cabeza polar de aminoácidos e dúas colas hidrófobas por molécula (Figura 4). Neste tipo de estruturas, os dous AAS de cadea recta están unidos entre si por un espaciador e, polo tanto, tamén se denominan dímeros. No AAS tipo glicerolípido, por outra banda, as dúas colas hidrófobas están unidas ao mesmo grupo de cabeza de aminoácidos. Estes surfactantes pódense considerar análogos de monoglicéridos, diglicéridos e fosfolípidos, mentres que no AAS tipo Bola, dous grupos de cabeza de aminoácidos están unidos por unha cola hidrófoba.
4.4 Segundo o tipo de grupo xefe
①AAS catiónico
O grupo principal deste tipo de surfactante ten unha carga positiva. O AAS catiónico máis antigo é o etil cocoil arginato, que é un carboxilato de pirrolidona. As propiedades únicas e diversas deste surfactante fan que sexa útil en desinfectantes, axentes antimicrobianos, axentes antiestáticos, acondicionadores para o cabelo, ademais de ser suave para os ollos e a pel e facilmente biodegradable. Singare e Mhatre sintetizaron AAS catiónicos a base de arginina e avaliaron as súas propiedades fisicoquímicas. Neste estudo, afirmaron altos rendementos dos produtos obtidos mediante as condicións de reacción de Schotten-Baumann. Co aumento da lonxitude da cadea de alquilo e da hidrofobicidade, descubriuse que a actividade superficial do surfactante aumentaba e que a Concentración Micelar Crítica (cmc) diminuía. Outra é a proteína acilo cuaternario, que se usa habitualmente como acondicionador nos produtos para o coidado do cabelo.
②AAS aniónico
Nos surfactantes aniónicos, o grupo de cabeza polar do surfactante ten unha carga negativa. A sarcosina (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglicina), un aminoácido que se atopa habitualmente en ourizos de mar e estrelas de mar, está químicamente relacionada coa glicina (NH 2 -CH 2 -COOH), un aminoácido básico que se atopa. nas células de mamíferos. -COOH,) está químicamente relacionado coa glicina, que é un aminoácido básico que se atopa nas células de mamíferos. O ácido láurico, o ácido tetradecanoico, o ácido oleico e os seus haluros e ésteres úsanse habitualmente para sintetizar surfactantes de sarcosinato. Os sarcosinatos son inherentemente suaves e, polo tanto, úsanse habitualmente en colutorios, xampús, espumas de afeitar en spray, protectores solares, produtos de limpeza da pel e outros produtos cosméticos.
Outros AAS aniónicos dispoñibles comercialmente inclúen Amisoft CS-22 e AmiliteGCK-12, que son nomes comerciais para o N-cocoil-L-glutamato de sodio e o N-cocoil glicinato de potasio, respectivamente. Amilite úsase habitualmente como axente espumante, deterxente, solubilizante, emulsionante e dispersante, e ten moitas aplicacións en cosméticos, como xampús, xabóns de baño, lavados corporais, pastas de dentes, produtos de limpeza facial, xabóns de limpeza, produtos de limpeza para lentes de contacto e surfactantes domésticos. Amisoft úsase como un limpador suave para a pel e o cabelo, principalmente en produtos de limpeza facial e corporal, deterxentes sintéticos bloqueados, produtos para o coidado do corpo, xampús e outros produtos para o coidado da pel.
③AAS zwitteriónico ou anfótero
Os tensioactivos anfóteros conteñen sitios ácidos e básicos e, polo tanto, poden cambiar a súa carga cambiando o valor do pH. En medios alcalinos compórtanse como surfactantes aniónicos, mentres que en ambientes ácidos compórtanse como surfactantes catiónicos e en medios neutros como surfactantes anfóteros. A lauril lisina (LL) e a alcoxi (2-hidroxipropil)arxinina son os únicos surfactantes anfóteros coñecidos baseados en aminoácidos. LL é un produto de condensación de lisina e ácido láurico. Debido á súa estrutura anfótera, a LL é insoluble en case todos os tipos de disolventes, agás nos disolventes moi alcalinos ou ácidos. Como po orgánico, LL ten unha excelente adhesión ás superficies hidrófilas e un baixo coeficiente de fricción, o que lle dá a este tensioactivo unha excelente capacidade lubricante. LL úsase amplamente en cremas para a pel e acondicionadores para o cabelo, e tamén se usa como lubricante.
④ AAS non iónico
Os tensioactivos non iónicos caracterízanse por grupos de cabezas polares sen cargas formais. Oito novos tensioactivos non iónicos etoxilados foron preparados por Al-Sabagh et al. a partir de α-aminoácidos solubles en aceite. Neste proceso, a L-fenilalanina (LEP) e a L-leucina foron esterificadas primeiro con hexadecanol, seguida da amidación con ácido palmítico para dar dúas amidas e dous ésteres de α-aminoácidos. As amidas e ésteres sufriron entón reaccións de condensación con óxido de etileno para preparar tres derivados de fenilalanina con diferentes números de unidades de polioxietileno (40, 60 e 100). Descubriuse que estes AAS non iónicos teñen boas propiedades de deterxencia e espuma.
05 Síntese
5.1 Vía sintética básica
No AAS, os grupos hidrófobos poden unirse a sitios de amina ou ácido carboxílico, ou a través das cadeas laterais de aminoácidos. En base a isto, están dispoñibles catro rutas sintéticas básicas, como se mostra na Figura 5.
Fig.5 Vías de síntese fundamentais de surfactantes baseados en aminoácidos
| Vía 1. As aminas de ésteres anfifílicos prodúcense mediante reaccións de esterificación, caso en que a síntese de surfactantes adoita conseguirse por refluxo de alcohois graxos e aminoácidos en presenza dun axente deshidratante e dun catalizador ácido. Nalgunhas reaccións, o ácido sulfúrico actúa tanto como catalizador como como axente deshidratante.
Vía 2. Os aminoácidos activados reaccionan coas alquilaminas formando enlaces amida, dando lugar á síntese de amidoaminas anfifílicas.
Vía 3. Os amidoácidos sintetízanse facendo reaccionar os grupos amina dos aminoácidos con amidoácidos.
Vía 4. Os alquilaminoácidos de cadea longa sintetizáronse mediante a reacción de grupos amina con haloalcanos. |
5.2 Avances na síntese e na produción
5.2.1 Síntese de tensioactivos aminoácidos/péptidos monocatenarios
Os N-acil ou O-acil aminoácidos ou péptidos poden sintetizarse mediante a acilación catalizada por encimas de grupos amina ou hidroxilo con ácidos graxos. O primeiro informe sobre a síntese catalizada por lipase sen disolvente de derivados de amida de aminoácidos ou de ésteres metílicos utilizou Candida antarctica, con rendementos que oscilan entre o 25% e o 90% dependendo do aminoácido obxectivo. A metiletilcetona tamén se utilizou como disolvente nalgunhas reaccións. Vonderhagen et al. tamén describiu reaccións de N-acilación catalizadas por lipase e protease de aminoácidos, hidrolizados de proteínas e/ou os seus derivados utilizando unha mestura de auga e disolventes orgánicos (por exemplo, dimetilformamida/auga) e metilbutil cetona.
Nos primeiros días, o principal problema coa síntese de AAS catalizada por encimas eran os baixos rendementos. Segundo Valivety et al. o rendemento de derivados do aminoácido N-tetradecanoil foi só do 2% ao 10% mesmo despois de usar diferentes lipases e incubar a 70 °C durante moitos días. Montet et al. tamén atopou problemas relativos ao baixo rendemento de aminoácidos na síntese de N-acil lisina mediante ácidos graxos e aceites vexetais. Segundo eles, o rendemento máximo do produto foi do 19% en condicións sen disolventes e utilizando disolventes orgánicos. o mesmo problema foi atopado por Valivety et al. na síntese de derivados de éster metílico de N-Cbz-L-lisina ou N-Cbz-lisina.
Neste estudo, afirmaron que o rendemento de 3-O-tetradecanoil-L-serina era do 80% cando se usaba serina protexida con N como substrato e Novozyme 435 como catalizador nun ambiente fundido sen disolventes. Nagao e Kito estudaron a O-acilación de L-serina, L-homoserina, L-treonina e L-tirosina (LET) ao usar a lipasa Os resultados da reacción (a lipasa foi obtida por Candida cylindracea e Rhizopus delemar en medio tampón acuoso) e informou de que os rendementos de acilación de L-homoserina e L-serina foron algo baixos, mentres que non se produciu ningunha acilación de L-treonina e LET.
Moitos investigadores apoiaron o uso de substratos baratos e facilmente dispoñibles para a síntese de AAS rendible. Soo et al. afirmou que a preparación de surfactantes a base de aceite de palma funciona mellor coa lipoenzima inmobilizada. Observaron que o rendemento dos produtos sería mellor a pesar da reacción que leva tempo (6 días). Gerova et al. investigou a síntese e a actividade superficial do N-palmitoil AAS quiral baseado en metionina, prolina, leucina, treonina, fenilalanina e fenilglicina nunha mestura cíclica/racémica. Pang e Chu describiron a síntese de monómeros baseados en aminoácidos e monómeros baseados en ácidos dicarboxílicos en solución. Unha serie de ésteres de poliamida baseados en aminoácidos funcionais e biodegradables sintetizáronse mediante reaccións de co-condensación en solución.
Cantaeuzene e Guerreiro informaron da esterificación de grupos ácidos carboxílicos de Boc-Ala-OH e Boc-Asp-OH con alcohois e diois alifáticos de cadea longa, con diclorometano como disolvente e agarosa 4B (Sepharose 4B) como catalizador. Neste estudo, a reacción de Boc-Ala-OH con alcohois graxos de ata 16 carbonos deu bos rendementos (51%), mentres que para Boc-Asp-OH 6 e 12 carbonos foron mellores, cun rendemento correspondente do 63% [64]. ]. 99,9%) en rendementos que van do 58% ao 76%, que foron sintetizados pola formación de enlaces amida con varias alquilaminas de cadea longa ou enlaces éster con alcohois graxos por Cbz-Arg-OMe, onde a papaína actuou como catalizador.
5.2.2 Síntese de surfactantes de aminoácidos/péptidos baseados en xemelgos
Os surfactantes xeminis baseados en aminoácidos consisten en dúas moléculas de AAS de cadea recta unidas cabeza a cabeza entre si por un grupo espaciador. Existen 2 posibles esquemas para a síntese quimioenzimática de surfactantes baseados en aminoácidos de tipo xeminis (Figuras 6 e 7). Na Figura 6, 2 derivados de aminoácidos reaccionan co composto como un grupo espaciador e despois introdúcense 2 grupos hidrófobos. Na Figura 7, as 2 estruturas de cadea recta están unidas directamente entre si por un grupo espaciador bifuncional.
Valivety et al. Yoshimura et al. investigou a síntese, adsorción e agregación dun surfactante xemini a base de aminoácidos a base de cistina e bromuro de n-alquilo. Comparáronse os tensioactivos sintetizados cos tensioactivos monómeros correspondentes. Faustino et al. describiu a síntese de AAS monomérico a base de urea aniónica baseado en L-cistina, D-cistina, DL-cistina, L-cistina, L-metionina e L-sulfoalanina e os seus pares de xeminios por medio da condutividade, a tensión superficial de equilibrio e a estabilización. -caracterización de fluorescencia de estado dos mesmos. Demostrouse que o valor de cmc dos xemelgos era menor ao comparar o monómero e os xemelgos.
Fig.6 Síntese de AAS de xemelgos usando derivados de AA e espaciador, seguido da inserción do grupo hidrófobo
Fig.7 Síntese de AAS de xemelgos usando espaciador bifuncional e AAS
5.2.3 Síntese de surfactantes aminoácidos/péptidos glicerolípidos
Os tensioactivos peptídicos/aminoácidos glicerolípidos son unha nova clase de aminoácidos lipídicos que son análogos estruturais dos mono- (ou di-) ésteres e fosfolípidos de glicerol, debido á súa estrutura dunha ou dúas cadeas graxas cun aminoácido ligado á columna vertebral do glicerol. mediante un enlace éster. A síntese destes surfactantes comeza coa preparación de ésteres de glicerol de aminoácidos a temperaturas elevadas e en presenza dun catalizador ácido (por exemplo, BF 3). A síntese catalizada por encimas (utilizando hidrolases, proteases e lipases como catalizadores) tamén é unha boa opción (Figura 8).
Informeuse da síntese catalizada por encimas de conxugados de glicéridos de arginina dilaurilados usando papaína. Tamén se informou da síntese de conxugados de éster de diacilglicerol a partir de acetilarginina e da avaliación das súas propiedades fisicoquímicas.
Fig.8 Síntese de conxugados de aminoácidos mono e diacilglicerol
espaciador: NH-(CH2)10-NH: composto B1
espaciador: NH-C6H4-NH: composto B2
espaciador: CH2-CH2: composto B3
Fig.9 Síntese de anfífilos simétricos derivados do Tris(hidroximetil)aminometano
5.2.4 Síntese de surfactantes aminoácidos/péptidos baseados en bola
Os anfífilos tipo bola baseados en aminoácidos conteñen 2 aminoácidos que están ligados á mesma cadea hidrófoba. Franceschi et al. describiu a síntese de anfífilos tipo bola con 2 aminoácidos (D- ou L-alanina ou L-histidina) e 1 cadea de alquilo de diferentes lonxitudes e investigou a súa actividade superficial. Discuten a síntese e agregación de novos anfífilos tipo bola cunha fracción de aminoácidos (utilizando un β-aminoácido pouco común ou un alcohol) e un grupo espaciador C12 -C20. Os β-aminoácidos pouco comúns usados poden ser un aminoácido de azucre, un aminoácido derivado da azidotimina (AZT), un aminoácido norborneno e un aminoalcohol derivado do AZT (Figura 9). a síntese de anfífilos simétricos tipo bola derivados do tris(hidroximetil)aminometano (Tris) (Figura 9).
06 Propiedades fisicoquímicas
É ben sabido que os tensioactivos baseados en aminoácidos (AAS) son de natureza diversa e versátil e teñen unha boa aplicabilidade en moitas aplicacións, como boa solubilización, boas propiedades de emulsificación, alta eficiencia, alta actividade superficial e boa resistencia á auga dura (ión calcio). tolerancia).
En base ás propiedades surfactantes dos aminoácidos (por exemplo, tensión superficial, cmc, comportamento de fase e temperatura de Krafft), tras amplos estudos chegouse ás seguintes conclusións: a actividade superficial do AAS é superior á do seu homólogo tensioactivo convencional.
6.1 Concentración micelar crítica (cmc)
A concentración crítica de micelas é un dos parámetros importantes dos surfactantes e rexe moitas propiedades de superficie activa como a solubilización, a lise celular e a súa interacción con biopelículas, etc. En xeral, o aumento da lonxitude da cadea da cola de hidrocarburos (aumento da hidrofobicidade) leva a unha diminución. no valor cmc da solución de surfactante, aumentando así a súa actividade superficial. Os tensioactivos baseados en aminoácidos adoitan ter valores de cmc máis baixos en comparación cos surfactantes convencionais.
Mediante diferentes combinacións de grupos de cabeza e colas hidrófobas (amida monocatiónica, amida bicatiónica, éster a base de amida bicatiónica), Infante et al. sintetizaron tres AAS baseados en arginina e estudou o seu cmc e γcmc (tensión superficial en cmc), mostrando que os valores de cmc e γcmc diminuían ao aumentar a lonxitude da cola hidrofóbica. Noutro estudo, Singare e Mhatre descubriron que o cmc dos surfactantes de N-α-acilarginina diminuíu ao aumentar o número de átomos de carbono hidrófobos da cola (táboa 1).
Yoshimura et al. investigou o cmc dos surfactantes xeminis baseados en aminoácidos derivados da cisteína e demostrou que o cmc diminuíu cando a lonxitude da cadea de carbono na cadea hidrofóbica se aumentou de 10 a 12. O aumento da lonxitude da cadea de carbono a 14 deu como resultado un aumento do cmc, o que confirmou que os surfactantes xemelgos de cadea longa teñen unha menor tendencia a agregarse.
Faustino et al. informou da formación de micelas mixtas en solucións acuosas de surfactantes aniónicos xemelgos a base de cistina. Os surfactantes gemini tamén foron comparados cos tensioactivos monómeros convencionais correspondentes (C 8 Cys). Os valores de cmc das mesturas de lípidos-surfactantes foron inferiores aos dos surfactantes puros. os surfactantes gemini e a 1,2-diheptanoil-sn-gliceril-3-fosfocolina, un fosfolípido soluble en auga e formador de micelas, tiña cmc a nivel milimolar.
Shrestha e Aramaki investigaron a formación de micelas viscoelásticas tipo vermes en solucións acuosas de surfactantes aniónicos-non iónicos baseados en aminoácidos en ausencia de sales de mestura. Neste estudo, descubriuse que o glutamato de N-dodecil ten unha temperatura de Krafft máis alta; porén, cando se neutralizou co aminoácido básico L-lisina, xerou micelas e a solución comezou a comportarse como un fluído newtoniano a 25 °C.
6.2 Boa solubilidade en auga
A boa solubilidade en auga do AAS débese á presenza de enlaces CO-NH adicionais. Isto fai que o AAS sexa máis biodegradable e respectuoso co medio ambiente que os correspondentes surfactantes convencionais. A solubilidade en auga do ácido N-acil-L-glutámico é aínda mellor debido aos seus 2 grupos carboxilo. A solubilidade en auga do Cn(CA) 2 tamén é boa porque hai 2 grupos iónicos de arginina nunha molécula, o que ten como resultado unha adsorción e difusión máis efectivas na interface celular e incluso unha inhibición bacteriana eficaz a concentracións máis baixas.
6.3 Temperatura de Krafft e punto de Krafft
A temperatura de Krafft pode entenderse como o comportamento de solubilidade específico dos surfactantes cuxa solubilidade aumenta drasticamente por encima dunha temperatura determinada. Os tensioactivos iónicos tenden a xerar hidratos sólidos, que poden precipitar fóra da auga. A unha determinada temperatura (a chamada temperatura de Krafft), adoita observarse un aumento dramático e descontinuo da solubilidade dos surfactantes. O punto de Krafft dun tensioactivo iónico é a súa temperatura de Krafft en cmc.
Esta característica de solubilidade adoita observarse para os surfactantes iónicos e pódese explicar do seguinte xeito: a solubilidade do monómero libre de surfactante está limitada por debaixo da temperatura de Krafft ata que se alcanza o punto de Krafft, onde a súa solubilidade aumenta gradualmente debido á formación de micelas. Para garantir a solubilidade completa, é necesario preparar formulacións de tensioactivos a temperaturas superiores ao punto de Krafft.
A temperatura de Krafft do AAS foi estudada e comparada coa dos surfactantes sintéticos convencionais. Shrestha e Aramaki estudaron a temperatura de Krafft do AAS baseado en arginina e descubriron que a concentración crítica de micelas presentaba un comportamento de agregación en forma de premicelas por riba de 2-5. ×10-6 mol-L -1 seguido da formación normal de micelas (Ohta et al. sintetizaron seis tipos diferentes de N-hexadecanoil AAS e discutiron a relación entre a súa temperatura de Krafft e os residuos de aminoácidos.
Nos experimentos, descubriuse que a temperatura de Krafft do N-hexadecanoil AAS aumentaba coa diminución do tamaño dos residuos de aminoácidos (fenilalanina sendo unha excepción), mentres que a calor de solubilidade (absorción de calor) aumentaba coa diminución do tamaño dos residuos de aminoácidos (con a excepción da glicina e a fenilalanina). Concluíuse que tanto nos sistemas de alanina como de fenilalanina, a interacción DL é máis forte que a interacción LL na forma sólida do sal AAS de N-hexadecanoílo.
Brito et al. determinou a temperatura de Krafft de tres series de novos tensioactivos baseados en aminoácidos mediante microcalorimetría de varrido diferencial e descubriu que o cambio do ión trifluoroacetato por ión ioduro provocou un aumento significativo da temperatura de Krafft (uns 6 °C), de 47 °C a 53 °C. C. A presenza de dobres enlaces cis e a insaturación presente nos derivados de Ser de cadea longa levaron a unha diminución significativa da temperatura de Krafft. Informeuse que o glutamato de n-dodecil ten unha temperatura de Krafft máis alta. Non obstante, a neutralización co aminoácido básico L-lisina deu lugar á formación de micelas en solución que se comportaban como fluídos newtonianos a 25 °C.
6.4 Tensión superficial
A tensión superficial dos surfactantes está relacionada coa lonxitude da cadea da parte hidrófoba. Zhang et al. determinou a tensión superficial do cocoil glicinato de sodio polo método da placa de Wilhelmy (25±0,2) °C e determinou o valor da tensión superficial en cmc como 33 mN-m -1, cmc como 0,21 mmol-L -1. Yoshimura et al. determinou a tensión superficial dos axentes tensioactivos baseados en aminoácidos tipo 2C n Cys. Descubriuse que a tensión superficial en cmc diminuíu ao aumentar a lonxitude da cadea (ata n = 8), mentres que a tendencia se invertía para os surfactantes con n = 12 ou máis lonxitudes de cadea.
Tamén se estudou o efecto do CaC1 2 sobre a tensión superficial dos surfactantes baseados en aminoácidos dicarboxilados. Nestes estudos, engadiuse CaC1 2 a solucións acuosas de tres surfactantes tipo aminoácidos dicarboxilados (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 e C12 GluNa 2). Comparáronse os valores da meseta despois do cmc e comprobouse que a tensión superficial diminuíu a concentracións moi baixas de CaC1 2 . Isto débese ao efecto dos ións calcio sobre a disposición do surfactante na interface gas-auga. as tensións superficiais dos sales de N-dodecilaminomalonato e N-dodecilaspartato, pola súa banda, tamén foron case constantes ata unha concentración de 10 mmol-L -1 CaC1 2 . Por riba de 10 mmol-L -1, a tensión superficial aumenta drasticamente, debido á formación dunha precipitación da sal de calcio do surfactante. Para o sal disódico do N-dodecil glutamato, a adición moderada de CaC1 2 deu lugar a unha diminución significativa da tensión superficial, mentres que o aumento continuado da concentración de CaC1 2 xa non provocou cambios significativos.
Para determinar a cinética de adsorción de AAS tipo xeminino na interface gas-auga, determinouse a tensión superficial dinámica mediante o método de presión máxima de burbulla. Os resultados mostraron que durante o tempo de proba máis longo, a tensión superficial dinámica 2C 12 Cys non cambiou. A diminución da tensión superficial dinámica depende só da concentración, da lonxitude das colas hidrófobas e do número de colas hidrófobas. O aumento da concentración de surfactante, a diminución da lonxitude da cadea así como o número de cadeas provocaron unha desintegración máis rápida. Os resultados obtidos para concentracións máis altas de C n Cys (n = 8 a 12) atopáronse moi próximos ao γ cmc medido polo método Wilhelmy.
Noutro estudo, as tensións superficiais dinámicas da dilauril cistina sódica (SDLC) e a didecaminocistina sódica foron determinadas polo método de placas de Wilhelmy e, ademais, as tensións superficiais de equilibrio das súas solucións acuosas determináronse polo método do volume de gota. A reacción dos enlaces disulfuro tamén se investigou por outros métodos. A adición de mercaptoetanol á solución de 0,1 mmol-L -1SDLC levou a un rápido aumento da tensión superficial de 34 mN-m -1 a 53 mN-m -1. Dado que o NaClO pode oxidar os enlaces disulfuro de SDLC a grupos de ácido sulfónico, non se observaron agregados cando se engadiu NaClO (5 mmol-L -1 ) á solución de SDLC 0,1 mmol-L -1. Os resultados da microscopía electrónica de transmisión e da dispersión dinámica da luz mostraron que non se formaron agregados na solución. A tensión superficial do SDLC aumentou de 34 mN-m -1 a 60 mN-m -1 durante un período de 20 min.
6.5 Interaccións binarias de superficie
Nas ciencias da vida, unha serie de grupos estudaron as propiedades vibracionais de mesturas de AAS catiónicos (surfactantes baseados en diacilglicerol arginina) e fosfolípidos na interface gas-auga, chegando finalmente á conclusión de que esta propiedade non ideal provoca a prevalencia de interaccións electrostáticas.
6.6 Propiedades de agregación
A dispersión dinámica da luz utilízase habitualmente para determinar as propiedades de agregación dos monómeros baseados en aminoácidos e dos surfactantes xemelgos a concentracións superiores a cmc, obtendo un diámetro hidrodinámico aparente DH (= 2R H ). Os agregados formados por C n Cys e 2Cn Cys son relativamente grandes e teñen unha ampla distribución a escala en comparación con outros surfactantes. Todos os tensioactivos excepto 2C 12 Cys forman normalmente agregados duns 10 nm. os tamaños das micelas dos surfactantes de xeminis son significativamente maiores que os dos seus homólogos monoméricos. Un aumento da lonxitude da cadea de hidrocarburos tamén leva a un aumento do tamaño das micelas. ohta et al. describiu as propiedades de agregación de tres estereoisómeros diferentes de N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanina tetrametilamonio en solución acuosa e demostrou que os diastereoisómeros teñen a mesma concentración crítica de agregación en solución acuosa. Iwahashi et al. investigado mediante dicroísmo circular, RMN e osmometría de presión de vapor a A formación de agregados quirais de ácido N-dodecanoil-L-glutámico, N-dodecanoil-L-valina e os seus ésteres metílicos en diferentes disolventes (como tetrahidrofurano, acetonitrilo, 1,4). -dioxano e 1,2-dicloroetano) con propiedades de rotación investigouse mediante dicroísmo circular, RMN e osmometría de presión de vapor.
6.7 Adsorción interfacial
A adsorción interfacial de surfactantes baseados en aminoácidos e a súa comparación coa súa contraparte convencional tamén é unha das direccións da investigación. Por exemplo, investigáronse as propiedades de adsorción interfacial dos ésteres dodecílicos de aminoácidos aromáticos obtidos a partir de LET e LEP. Os resultados mostraron que LET e LEP mostraron áreas interfaciais máis baixas na interface gas-líquido e na interface auga/hexano, respectivamente.
Bordes et al. investigou o comportamento da solución e a adsorción na interface gas-auga de tres surfactantes de aminoácidos dicarboxilados, os sales disódicos de dodecil glutamato, dodecil aspartato e aminomalonato (con 3, 2 e 1 átomos de carbono entre os dous grupos carboxilo, respectivamente). Segundo este informe, o cmc dos surfactantes dicarboxilados era 4-5 veces maior que o do sal de dodecil glicina monocarboxilado. Isto atribúese á formación de enlaces de hidróxeno entre os surfactantes dicarboxilados e as moléculas veciñas a través dos grupos amida que hai.
6.8 Comportamento das fases
Obsérvanse fases cúbicas discontinuas isotrópicas para surfactantes en concentracións moi altas. As moléculas de surfactante con grupos de cabeza moi grandes tenden a formar agregados de menor curvatura positiva. marques et al. estudou o comportamento de fase dos sistemas 12Lys12/12Ser e 8Lys8/16Ser (ver Figura 10), e os resultados mostraron que o sistema 12Lys12/12Ser ten unha zona de separación de fases entre as rexións de solución micelar e vesicular, mentres que o sistema 8Lys8/16Ser O sistema 8Lys8/16Ser mostra unha transición continua (rexión de fase micelar alongada entre a rexión de fase micelar pequena e a rexión de fase vesícula). Hai que ter en conta que para a rexión de vesículas do sistema 12Lys12/12Ser, as vesículas coexisten sempre coas micelas, mentres que a rexión de vesículas do sistema 8Lys8/16Ser só ten vesículas.
Mesturas cataniónicas de surfactantes a base de lisina e serina: par simétrico 12Lys12/12Ser (esquerda) e par asimétrico 8Lys8/16Ser (dereita)
6.9 Capacidade emulsionante
Kouchi et al. examinou a capacidade emulsionante, a tensión interfacial, a dispersibilidade e a viscosidade da N-[3-dodecil-2-hidroxipropil]-L-arxinina, o L-glutamato e outros AAS. En comparación cos surfactantes sintéticos (os seus homólogos convencionais non iónicos e anfóteros), os resultados mostraron que os AAS teñen unha capacidade emulsionante máis forte que os surfactantes convencionais.
Baczko et al. sintetizou novos tensioactivos de aminoácidos aniónicos e investigou a súa idoneidade como disolventes de espectroscopia de RMN orientada quiral. Sintetizáronse unha serie de derivados anfifílicos de L-Phe ou L-Ala a base de sulfonato con diferentes colas hidrófobas (pentil~tetradecilo) por reacción de aminoácidos con anhídrido o-sulfobenzoico. Wu et al. sales de sodio sintetizadas de N-acil AAS einvestigaron a súa capacidade de emulsificación en emulsións de aceite en auga, e os resultados mostraron que estes surfactantes tiñan un mellor rendemento co acetato de etilo como fase oleosa que co n-hexano como fase oleosa.
6.10 Avances na síntese e na produción
A resistencia á auga dura pódese entender como a capacidade dos surfactantes para resistir a presenza de ións como o calcio e o magnesio na auga dura, é dicir, a capacidade de evitar a precipitación en xabóns de calcio. Os tensioactivos con alta resistencia á auga dura son moi útiles para formulacións de deterxentes e produtos de coidado persoal. A resistencia á auga dura pódese avaliar calculando o cambio na solubilidade e na actividade superficial do surfactante en presenza de ións calcio.
Outra forma de avaliar a resistencia á auga dura é calcular a porcentaxe ou gramos de surfactante necesario para que o xabón cálcico formado a partir de 100 g de oleato de sodio se disperse na auga. En áreas con auga dura elevada, as altas concentracións de ións calcio e magnesio e o contido de minerais poden dificultar algunhas aplicacións prácticas. Moitas veces o ión sodio úsase como o contra ión dun tensioactivo aniónico sintético. Dado que o ión calcio divalente está unido a ambas moléculas de surfactante, fai que o surfactante precipite máis facilmente a partir da solución facendo menos probable a deterxencia.
O estudo da resistencia á auga dura de AAS mostrou que a resistencia á auga ácida e á dura estaba fortemente influenciada por un grupo carboxilo adicional, e a resistencia á auga ácida e dura aumentou aínda máis co aumento da lonxitude do grupo espaciador entre os dous grupos carboxilo. . A orde de resistencia ao ácido e á auga dura foi C 12 glicinato < C 12 aspartato < C 12 glutamato. Comparando o enlace amida dicarboxilado e o surfactante amino dicarboxilado, respectivamente, descubriuse que o intervalo de pH deste último era máis amplo e a súa actividade superficial aumentou coa adición dunha cantidade adecuada de ácido. Os N-alquil aminoácidos dicarboxilados mostraron un efecto quelante en presenza de ións calcio, e o aspartato C 12 formou un xel branco. O glutamato c 12 mostrou unha alta actividade superficial a alta concentración de Ca 2+ e espérase que se use na desalinización de auga de mar.
6.11 Dispersibilidade
A dispersibilidade refírese á capacidade dun surfactante para evitar a coalescencia e a sedimentación do surfactante en solución.A dispersibilidade é unha propiedade importante dos surfactantes que os fai axeitados para o seu uso en deterxentes, cosméticos e produtos farmacéuticos.Un axente dispersante debe conter un enlace éster, éter, amida ou amino entre o grupo hidrófobo e o grupo hidrófilo terminal (ou entre os grupos hidrófobos de cadea lineal).
Xeralmente, os tensioactivos aniónicos como os alcanolamidosulfatos e os tensioactivos anfóteros como a amidosulfobetaína son particularmente eficaces como axentes dispersantes para os xabóns de calcio.
Moitos esforzos de investigación determinaron a dispersibilidade do AAS, onde se atopou que a N-lauroil lisina era pouco compatible coa auga e era difícil de usar para formulacións cosméticas.Nesta serie, os aminoácidos básicos substituídos por N-acil teñen unha excelente dispersibilidade e úsanse na industria cosmética para mellorar as formulacións.
07 Toxicidade
Os tensioactivos convencionais, especialmente os tensioactivos catiónicos, son altamente tóxicos para os organismos acuáticos. A súa toxicidade aguda débese ao fenómeno da interacción adsorción-ión dos surfactantes na interface célula-auga. A diminución do cmc dos surfactantes adoita levar a unha maior adsorción interfacial dos surfactantes, o que adoita dar lugar á súa elevada toxicidade aguda. Un aumento da lonxitude da cadea hidrofóbica dos surfactantes tamén leva a un aumento da toxicidade aguda do surfactante.A maioría dos AAS son baixos ou non tóxicos para os humanos e o medio ambiente (especialmente para os organismos mariños) e son axeitados para o seu uso como ingredientes alimentarios, produtos farmacéuticos e cosméticos.Moitos investigadores demostraron que os surfactantes de aminoácidos son suaves e non irritantes para a pel. Sábese que os tensioactivos a base de arginina son menos tóxicos que os seus homólogos convencionais.
Brito et al. estudou as propiedades fisicoquímicas e toxicolóxicas dos anfífilos baseados en aminoácidos e os seus [derivados de tirosina (Tyr), hidroxiprolina (Hyp), serina (Ser) e lisina (Lys)] formación espontánea de vesículas catiónicas e deu datos sobre a súa toxicidade aguda para Daphnia magna (IC 50). Sintetizaron vesículas catiónicas de bromuro de dodeciltrimetilamonio (DTAB)/derivados de Lys e/ou derivados de Ser/Lys e probaron a súa ecotoxicidade e potencial hemolítico, mostrando que todos os AAS e as súas mesturas que conteñen vesículas eran menos tóxicos que o surfactante convencional DTAB. .
Rosa et al. investigou a unión (asociación) do ADN a vesículas catiónicas estables baseadas en aminoácidos. A diferenza dos surfactantes catiónicos convencionais, que a miúdo parecen ser tóxicos, a interacción dos surfactantes de aminoácidos catiónicos parece non ser tóxica. O AAS catiónico baséase na arginina, que forma espontáneamente vesículas estables en combinación con certos surfactantes aniónicos. Tamén se informa que os inhibidores da corrosión a base de aminoácidos non son tóxicos. Estes surfactantes sintetízanse facilmente con alta pureza (ata o 99%), baixo custo, facilmente biodegradables e completamente solubles en medios acuosos. Varios estudos demostraron que os tensioactivos de aminoácidos que conteñen xofre son superiores na inhibición da corrosión.
Nun estudo recente, Perinelli et al. informou dun perfil toxicolóxico satisfactorio dos ramnolípidos en comparación cos surfactantes convencionais. Sábese que os ramnolípidos actúan como potenciadores da permeabilidade. Tamén informaron do efecto dos ramnolípidos sobre a permeabilidade epitelial dos fármacos macromoleculares.
08 Actividade antimicrobiana
A actividade antimicrobiana dos surfactantes pódese avaliar pola concentración inhibitoria mínima. A actividade antimicrobiana dos surfactantes a base de arginina estudouse en detalle. Atopouse que as bacterias Gram negativas eran máis resistentes aos surfactantes a base de arginina que as bacterias Gram positivas. A actividade antimicrobiana dos surfactantes adoita aumentar pola presenza de enlaces hidroxilo, ciclopropano ou insaturados dentro das cadeas de acilo. Castelo et al. mostraron que a lonxitude das cadeas de acilo e a carga positiva determinan o valor HLB (equilibrio hidrófilo-lipófilo) da molécula, e estes si teñen un efecto sobre a súa capacidade de romper membranas. O éster metílico de na-acilarginina é outra clase importante de surfactantes catiónicos con actividade antimicrobiana de amplo espectro e é facilmente biodegradable e ten unha toxicidade baixa ou nula. Estudos sobre a interacción de surfactantes baseados en éster metílico de Nα-acilarginina con 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina e 1,2-ditetradecanoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina, membranas modelo e con organismos vivos en a presenza ou ausencia de barreiras externas demostraron que esta clase de surfactantes ten un bo antimicrobiano Os resultados mostraron que os tensioactivos teñen unha boa actividade antibacteriana.
09 Propiedades reolóxicas
As propiedades reolóxicas dos surfactantes xogan un papel moi importante na determinación e predición das súas aplicacións en diferentes industrias, incluíndo alimentos, produtos farmacéuticos, extracción de aceite, coidados persoais e produtos de coidados domésticos. Realizáronse moitos estudos para discutir a relación entre a viscoelasticidade dos surfactantes de aminoácidos e o cmc.
10 Aplicacións na industria cosmética
AAS utilízanse na formulación de moitos produtos de coidado persoal.O glicinato de N-cocoil de potasio é suave para a pel e úsase na limpeza facial para eliminar os lodos e a maquillaxe. O ácido n-acil-L-glutámico ten dous grupos carboxilo, o que o fai máis soluble en auga. Entre estes AAS, os AAS baseados en ácidos graxos C 12 utilízanse amplamente na limpeza facial para eliminar lodos e maquillaxe. Os AAS cunha cadea C 18 utilízanse como emulsionantes en produtos para o coidado da pel, e sábese que as sales de N-Lauryl alanina crean escumas cremosas que non irritan a pel e, polo tanto, poden usarse na formulación de produtos para o coidado do bebé. Os AAS baseados en N-Lauril usados na pasta de dentes teñen unha boa deterxencia semellante ao xabón e unha forte eficacia inhibidora de encimas.
Durante as últimas décadas, a elección de surfactantes para cosméticos, produtos de coidado persoal e produtos farmacéuticos centrouse na baixa toxicidade, a suavidade, a suavidade ao tacto e a seguridade. Os consumidores destes produtos son moi conscientes da posible irritación, toxicidade e factores ambientais.
Hoxe, os AAS úsanse para formular moitos xampús, tintes de cabelo e xabóns de baño debido ás súas moitas vantaxes sobre os seus homólogos tradicionais en cosmética e produtos de coidado persoal.Os surfactantes a base de proteínas teñen propiedades desexables necesarias para produtos de coidado persoal. Algúns AAS teñen capacidades de formación de película, mentres que outros teñen boas capacidades de formación de escuma.
Os aminoácidos son importantes factores hidratantes que se producen na natureza no estrato córneo. Cando as células epidérmicas morren, pasan a formar parte do estrato córneo e as proteínas intracelulares vanse degradando gradualmente a aminoácidos. Estes aminoácidos son transportados máis adiante ao estrato córneo, onde absorben graxa ou substancias similares á graxa no estrato córneo epidérmico, mellorando así a elasticidade da superficie da pel. Aproximadamente o 50% do factor hidratante natural da pel está composto por aminoácidos e pirrolidona.
O coláxeno, un ingrediente cosmético común, tamén contén aminoácidos que manteñen a pel suave.Os problemas da pel como a rugosidade e a opacidade débense en gran parte á falta de aminoácidos. Un estudo mostrou que mesturar un aminoácido cunha pomada aliviou as queimaduras na pel e as áreas afectadas volveron ao seu estado normal sen converterse en cicatrices queloides.
Tamén se atopou que os aminoácidos son moi útiles para coidar as cutículas danadas.O cabelo seco e informe pode indicar unha diminución da concentración de aminoácidos nun estrato córneo gravemente danado. Os aminoácidos teñen a capacidade de penetrar a cutícula no talo do cabelo e absorber a humidade da pel.Esta capacidade dos surfactantes a base de aminoácidos fainos moi útiles en xampús, tintes para o cabelo, suavizantes de cabelo, acondicionadores para o cabelo e a presenza de aminoácidos fai que o cabelo sexa forte.
11 Aplicacións na cosmética cotiá
Actualmente, hai unha demanda crecente de formulacións de deterxentes a base de aminoácidos en todo o mundo.Sábese que os AAS teñen unha mellor capacidade de limpeza, capacidade de espuma e propiedades de suavización de tecidos, o que os fai axeitados para deterxentes domésticos, xampús, lavados corporais e outras aplicacións.Un AAS anfótero derivado do ácido aspártico é un deterxente altamente eficaz con propiedades quelantes. Atopouse que o uso de ingredientes deterxentes que consisten en N-alquil-β-aminoetoxiácidos reduce a irritación da pel. Unha formulación de deterxente líquido que consiste en N-cocoil-β-aminopropionato foi un deterxente eficaz para as manchas de aceite nas superficies metálicas. Tamén se demostrou que un surfactante ácido aminocarboxílico, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, ten unha mellor deterxencia e úsase para limpar téxtiles, alfombras, cabelo, vidro, etc. O ácido 2-hidroxi-3-aminopropiónico-N,N- Sábese que o derivado do ácido acetoacético ten unha boa capacidade complexante e, polo tanto, dá estabilidade aos axentes branqueadores.
A preparación de formulacións de deterxentes baseadas en N-(N'-acil-β-alanil de cadea longa)-β-alanina foi informada por Keigo e Tatsuya na súa patente para mellorar a capacidade de lavado e estabilidade, romper facilmente a escuma e suavizar o tecido. . Kao desenvolveu unha formulación de deterxente baseada en N-Acyl-1-N-hidroxi-β-alanina e informou de baixa irritación da pel, alta resistencia á auga e alto poder de eliminación de manchas.
A empresa xaponesa Ajinomoto utiliza AAS de baixo contido tóxico e facilmente degradable a base de ácido L-glutámico, L-arxinina e L-lisina como ingredientes principais en xampús, deterxentes e cosméticos (Figura 13). Tamén se informou da capacidade dos aditivos enzimáticos nas formulacións de deterxentes para eliminar a contaminación proteica. Os N-acil AAS derivados do ácido glutámico, alanina, metilglicina, serina e ácido aspártico foron informados polo seu uso como excelentes deterxentes líquidos en solucións acuosas. Estes surfactantes non aumentan a viscosidade en absoluto, mesmo a temperaturas moi baixas, e pódense transferir facilmente desde o recipiente de almacenamento do dispositivo de espuma para obter espumas homoxéneas.
Hora de publicación: 09-06-2022