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二糖類的雙子表面活性劑性質研究:摘要、介紹

來源:上海謂載 瀏覽 34 次 發布時間:2022-02-24

摘要


雙子表面活性劑是一種兩親性表面活性劑,具有(順序)以下特征:烴尾/極性基團/間隔基/極性基團/烴尾。最近,工業和學術實驗室都對雙子座產生了廣泛的興趣。在目前的貢獻中,已經合成了兩個雙子座相關家族,都是以雙糖海藻糖作為極性間隔基的。其中一個家族,系列A,是非離子型的,具有酰胺基,將長鏈與海藻糖間隔基分開。另一個家族,B系列,具有將長鏈連接到海藻糖間隔基的季銨離子。研究發現,盡管存在兩種酰胺和多種羥基,但A系列雙子座是水不溶性的。當水合或擠壓時,這些雙子座在高于其轉變溫度(由量熱法測定)的顯微鏡下形成可見的囊泡和管狀結構。由這些雙子構成的不溶性單分子膜具有以糖間隔基為主的界面區域,盡管分子間鏈/鏈相互作用似乎可以穩定膜。因此,A系列雙子的行為在許多方面與磷脂和簡單的雙鏈表面活性劑的行為相似。這就好像海藻糖不像一個大而傳統的頭型那樣是一種間隔物。相比之下,陽離子B系列雙子是水溶性的,形成的膠束臨界膠束濃度比相應的常規表面活性劑低一個數量級。使用琥珀色*力場的分子模擬解釋了雙子座兩個家族之間的性質差異。A系列是管狀的,因此更喜歡雙層包裝,就像其他兩親分子一樣,頭群的寬度與尾直徑之和相似。B系列雙子座呈錐形,更容易形成球形膠束。這項工作涉及合成、張力測定、電導、顯微鏡、表面平衡研究、量熱法、光散射和分子建模。在膠體化學中,一種平衡的觀點不能僅僅通過一種方法來實現,而只能通過多種方法之間的一致性來實現。


介紹


值得探究的是,為什么某些化學領域,如雙子座表面活性劑,似乎突然獲得了不可抗拒的吸引力。1事實仍然是,有機化學最基本和最持久的目標不是生產新化合物本身,而是生產有趣和有用的性質。由于雙子表面活性劑已被證明具有多種獨特的性質,1這些化合物已吸引了全世界的關注。因此,雙子座在護膚配方、2種抗菌方案、3種高孔隙率材料的制備、4種分析分離、5種增溶過程、6種和抗污染方案中找到了自己的方法。7近100項與雙子座有關的專利正在生效。


雙子座化學的發展不僅僅是一個新的表面活性劑家族的數據積累。這是一種景觀的變化;膠體化學家思考方式的改變。擺脫了普通常規表面活性劑的限制,在有機合成的幫助下,現在可以在一系列多彩的原始兩親分子中自由漫游。


我們寫的雙子座表面活性劑到底是什么?雙子座的排列方式如下所示,而不是像傳統的表面活性劑那樣,將一個單一的烴尾連接到一個離子或極性頭基上。



兩個末端烴尾可以是短的,也可以是長的;兩個極性頭基可以是陽離子、陰離子或非離子;間隔物可以是短的或長的、柔性的或剛性的、極性的或非極性的(參見參考文獻1中的方案1)。8-12雙子座不需要圍繞間隔物的中心對稱布置。13,14顯然,豐富的化合物存在于合成可能性的范圍內。



本文研究以海藻糖為間隔基的雙子座(方案1)。A系列由海藻糖組成,其6-和6′-羥基被長鏈酰胺取代。B系列在6-和6′位置有長鏈季銨鹽基團。我們選擇海藻糖作為糖間隔物并不是隨意的。首先,海藻糖是一種雙糖,允許兩條烴鏈相隔相當長的距離。雙子座中受限的分子內鏈/鏈相互作用是一種結構特征,過去僅對其進行了簡要研究。15秒后,海藻糖(一種從細菌、藻類、昆蟲和植物等多種自然來源中分離出來的糖)可以保護生物膜免受脫水的壓力。16因此,在生物膜的“細胞模擬”建模方面,我們對海藻糖雙子感興趣。17第三,從實用的角度來看,海藻糖很有吸引力,因為它包含兩個完全相同的D-葡聚糖單元。這簡化了化合物的合成和分析,與大多數其他雙糖相比,化學性質不同的羥基數量減少了一半。但盡管對稱,合成純海藻糖雙子座的途徑(方案2和方案3)無疑是隨后物理化學的一個乏味的序言。


糖類表面活性劑是眾所周知的,這里的文獻綜述必須簡潔而模糊。我們通過方案4以某種方式面對這個問題。其中說明了過去合成的各種糖表面活性劑,包括雙子表面活性劑。18-26相應論文中的參考引文相當好地涵蓋了這一主題。據我們所知,本手稿中考慮的結構是新的,未經探索,只有一個例外:1986年的一項日本專利發現某些A系列化合物,顯然是通過不同的途徑制備的,對小鼠埃利希癌具有活性。27