吉村ら。は、システイン由来のアミノ酸ベースのジェミニ界面活性剤の cmc を調査し、疎水鎖の炭素鎖長が 10 から 12 に増加すると cmc が減少することを示しました。さらに炭素鎖長を 14 に増加すると、cmc が増加しました。これにより、長鎖ジェミニ界面活性剤は凝集する傾向が低いことが確認されました。

 

ファウスティノら。らは、シスチンをベースとするアニオン性ジェミニ界面活性剤の水溶液中での混合ミセルの形成を報告した。ジェミニ界面活性剤は、対応する従来のモノマー界面活性剤 (C 8 Cys) とも比較されました。脂質と界面活性剤の混合物の cmc 値は、純粋な界面活性剤の cmc 値よりも低いことが報告されています。ジェミニ界面活性剤と、水溶性のミセル形成リン脂質である 1,2-ジヘプタノイル-sn-グリセリル-3-ホスホコリンは、ミリモルレベルの cmc を持っていました。

 

Shrestha と Aramaki は、混合塩の非存在下で、アミノ酸ベースのアニオン性と非イオン性界面活性剤を混合した水溶液中での粘弾性の虫状ミセルの形成を研究しました。この研究では、N-ドデシルグルタメートのクラフト温度が高いことが判明しました。しかし、塩基性アミノ酸 L-リジンで中和するとミセルが生成され、溶液は 25 °C でニュートン流体のように振る舞い始めました。

 

6.2 良好な水溶性

AAS の優れた水溶性は、追加の CO-NH 結合の存在によるものです。これにより、AAS は対応する従来の界面活性剤よりも生分解性が高く、環境に優しいものになります。 N-アシル-L-グルタミン酸はカルボキシル基が 2 つあるため、水溶性がさらに優れています。 Cn(CA) 2 は 1 分子中に 2 つのイオン性アルギニン基があるため、水溶性も良好です。その結果、細胞界面での吸着と拡散がより効果的になり、低濃度でも細菌の効果的な抑制が可能になります。

 

6.3 クラフト温度とクラフト点

クラフト温度は、特定の温度を超えると溶解度が急激に増加する界面活性剤の特定の溶解挙動として理解できます。イオン性界面活性剤は固体水和物を生成する傾向があり、水から沈殿する可能性があります。特定の温度 (いわゆるクラフト温度) では、通常、界面活性剤の溶解度の劇的な不連続な増加が観察されます。イオン性界面活性剤のクラフト点は、cmcにおけるクラフト温度です。

 

この溶解度特性は通常、イオン性界面活性剤に見られ、次のように説明できます。界面活性剤を含まないモノマーの溶解度は、クラフト点に達するまでクラフト温度未満に制限され、クラフト点ではミセル形成により溶解度が徐々に増加します。完全な溶解性を確保するには、クラフト点を超える温度で界面活性剤配合物を調製する必要がある。

 

AAS のクラフト温度は研究され、従来の合成界面活性剤のクラフト温度と比較されています。Shrestha と Aramaki はアルギニンベースの AAS のクラフト温度を研究し、臨界ミセル濃度が 2 ～ 5 以上のプレミセルの形で凝集挙動を示すことを発見しました。 ×10-6 mol-L -1 に続いて通常のミセル形成が起こる ( Ohta et al. は 6 種類の異なる N-ヘキサデカノイル AAS を合成し、それらのクラフト温度とアミノ酸残基の関係を議論した。

 

実験では、N-ヘキサデカノイル AAS のクラフト温度はアミノ酸残基 (フェニルアラニンは例外) のサイズが小さくなるにつれて上昇する一方、溶解熱 (熱の吸収) はアミノ酸残基のサイズが小さくなるにつれて上昇することがわかりました (フェニルアラニンは例外です)。グリシンとフェニルアラニンは除く）。アラニン系とフェニルアラニン系の両方において、固体形態の N-ヘキサデカノイル AAS 塩では DL 相互作用が LL 相互作用よりも強いと結論付けられました。

 

ブリトら。示差走査型微量熱量測定を使用して、3 シリーズの新規アミノ酸ベースの界面活性剤のクラフト温度を測定し、トリフルオロ酢酸イオンをヨウ化物イオンに変えると、クラフト温度 (約 6 °C) が 47 °C から 53 °C に大幅に上昇することを発見しました。 C.長鎖 Ser 誘導体に存在するシス二重結合と不飽和の存在により、クラフト温度が大幅に低下しました。 n-ドデシルグルタメートは、より高いクラフト温度を有することが報告されています。しかし、塩基性アミノ酸 L-リジンで中和すると、溶液中で 25 °C でニュートン流体のように挙動するミセルが形成されました。

 

6.4 表面張力

界面活性剤の表面張力は疎水性部分の鎖長に関係します。張ら。は、ウィルヘルミープレート法によりココイルグリシンナトリウムの表面張力を測定し（２５±０．２）℃、ｃｍｃでの表面張力値を３３ｍＮ－ｍ －１ 、ｃｍｃで０．２１ｍｍｏｌ－Ｌ －１ と測定した。吉村ら。 ２Ｃ ｎ Ｃｙｓ系界面活性剤の２Ｃ ｎ Ｃｙｓ型アミノ酸系表面張力を測定した。 cmc での表面張力は鎖長の増加に伴って (n = 8 まで) 減少する一方、n = 12 以上の鎖長の界面活性剤では傾向が逆転することがわかりました。

 

ジカルボキシル化アミノ酸ベースの界面活性剤の表面張力に対する CaCl 2 の影響も研究されています。これらの研究では、CaCl 2 を 3 つのジカルボキシル化アミノ酸型界面活性剤 (C12 MalNa 2、C12 AspNa 2、および C12 GluNa 2) の水溶液に添加しました。 ｃｍｃ後のプラトー値を比較したところ、非常に低いＣａＣｌ ２ 濃度で表面張力が減少することが判明した。これは、気体と水の界面における界面活性剤の配置に対するカルシウムイオンの影響によるものです。一方、N-ドデシルアミノマロネートおよびN-ドデシルアスパラギン酸の塩の表面張力も、10 mmol-L -1 CaCl 2 濃度までほぼ一定でした。 10 mmol-L -1 を超えると、界面活性剤のカルシウム塩の沈殿が形成されるため、表面張力が急激に増加します。 N-ドデシルグルタミン酸の二ナトリウム塩の場合、CaCl 2 を適度に添加すると、表面張力が大幅に減少しましたが、CaCl 2 濃度を継続的に増加させると、顕著な変化は生じなくなりました。

気体-水界面におけるジェミニ型 AAS の吸着動力学を決定するために、最大気泡圧力法を使用して動的表面張力を決定しました。結果は、最長の試験時間の間、2C 12 Cys 動的表面張力が変化しないことを示しました。動的表面張力の減少は、濃度、疎水性尾部の長さ、および疎水性尾部の数にのみ依存します。界面活性剤の濃度を増加させ、鎖の長さおよび鎖の数を減少させると、より急速な減衰が生じた。高濃度の C n Cys (n = 8 ～ 12) について得られた結果は、Wilhelmy 法によって測定された γ cmc に非常に近いことがわかりました。

 

別の研究では、ジラウリルシスチンナトリウム（SDLC）およびジデカミノシスチンナトリウムの動的表面張力がウィルヘルミープレート法によって決定され、さらに、それらの水溶液の平衡表面張力が滴体積法によって決定されました。ジスルフィド結合の反応は、他の方法でも同様にさらに調査されました。 0.1 mmol-L -1SDLC 溶液にメルカプトエタノールを添加すると、表面張力が 34 mN-m -1 から 53 mN-m -1 に急速に増加しました。 NaClO は SDLC のジスルフィド結合を酸化してスルホン酸基にすることができるため、NaClO (5 mmol-L -1 ) を 0.1 mmol-L -1 の SDLC 溶液に添加しても凝集体は観察されませんでした。透過型電子顕微鏡と動的光散乱の結果、溶液中に凝集体が形成されていないことが示されました。 SDLC の表面張力は、20 分間で 34 mN-m -1 から 60 mN-m -1 に増加することがわかりました。

 

6.5 バイナリ表面相互作用

生命科学では、多くのグループが陽イオン性 AAS (ジアシルグリセロール アルギニンベースの界面活性剤) とリン脂質の混合物の気体と水の界面における振動特性を研究し、最終的にはこの非理想的な特性が静電相互作用の蔓延の原因であると結論付けています。

 

6.6 集計プロパティ

動的光散乱は、cmc を超える濃度でのアミノ酸ベースのモノマーおよびジェミニ界面活性剤の凝集特性を測定するために一般的に使用され、見かけの流体力学的直径 DH (= 2R H ) が得られます。 C n Cys および 2Cn Cys によって形成される凝集体は、他の界面活性剤に比べて比較的大きく、広範囲に分布します。 2C 12 Cys を除くすべての界面活性剤は、通常、約 10 nm の凝集体を形成します。ジェミニ界面活性剤のミセル サイズは、対応するモノマー界面活性剤のミセル サイズよりも大幅に大きくなります。炭化水素鎖の長さが増加すると、ミセルサイズも増加します。太田ら。は、N-ドデシル-フェニル-アラニル-フェニル-アラニン テトラメチルアンモニウムの 3 つの異なる立体異性体の水溶液中での凝集特性を記載し、ジアステレオ異性体が水溶液中で同じ臨界凝集濃度を有することを示しました。岩橋ら。円二色性、NMR、蒸気圧浸透圧法によって調査されます。 異なる溶媒 (テトラヒドロフラン、アセトニトリル、1,4 など) 中での N-ドデカノイル-L-グルタミン酸、N-ドデカノイル-L-バリン、およびそれらのメチルエステルのキラル凝集体の形成-ジオキサンおよび1,2-ジクロロエタン)の回転特性を円二色性、NMRおよび蒸気圧浸透圧法によって研究しました。

 

6.7 界面吸着

アミノ酸ベースの界面活性剤の界面吸着と従来の界面活性剤との比較も研究方向の 1 つです。例えば、LET および LEP から得られた芳香族アミノ酸のドデシルエステルの界面吸着特性が研究されました。結果は、LET と LEP がそれぞれ気液界面と水/ヘキサン界面で低い界面面積を示すことを示しました。

 

ボルデスら。は、3 つのジカルボキシル化アミノ酸界面活性剤、ドデシル グルタミン酸、ドデシル アスパラギン酸、アミノマロン酸の二ナトリウム塩 (2 つのカルボキシル基の間にそれぞれ 3、2、1 個の炭素原子を持つ) の溶液挙動と気水界面での吸着を調査しました。この報告によると、ジカルボキシル化界面活性剤の cmc は、モノカルボキシル化ドデシルグリシン塩の cmc より 4 ～ 5 倍高かった。これは、ジカルボキシル化界面活性剤とその中のアミド基を介した隣接する分子との間の水素結合の形成に起因すると考えられる。

 

6.8 位相の動作

等方性不連続立方晶相は、非常に高濃度の界面活性剤で観察されます。非常に大きな頭部基を持つ界面活性剤分子は、より小さい正の曲率の凝集体を形成する傾向があります。マルケスら。は、12Lys12/12Ser および 8Lys8/16Ser シ​​ステムの相挙動を研究しました (図 10 を参照)。その結果、12Lys12/12Ser シ​​ステムにはミセル溶液領域と小胞溶液領域の間に相分離ゾーンがあるのに対し、8Lys8/16Ser シ​​ステムには相分離ゾーンがあることが示されました。 8Lys8/16Ser系は連続遷移（小さなミセル相領域とベシクル相領域の間の細長いミセル相領域）を示します。 12Lys12/12Ser系のベシクル領域は常にミセルと共存しているのに対し、8Lys8/16Ser系のベシクル領域はベシクルのみであることに注意してください。