Свойства алкилполиглюкозидов

Подобно полиоксиэтиленалкиловым эфирам,алкилполигликозидыОбычно это технические поверхностно-активные вещества. Они производятся различными способами синтеза Фишера и состоят из соединений с различной степенью гликозидирования, определяемой средним значением n. Оно определяется как отношение общего молярного количества глюкозы к молярному количеству жирного спирта в алкилполиглюкозиде с учетом средней молекулярной массы при использовании смесей жирных спиртов. Как уже упоминалось, большинство алкилполиглюкозидов, важных для применения, имеют среднее значение n от 1,1 до 1,7. Следовательно, они содержат в качестве основных компонентов алкилмоноглюкозиды и алкилдиглюкозиды, а также меньшие количества алкилтриглюкозидов, алкилтетраглюкозидов и т.д. вплоть до алкилоктаглюкозидов. Помимо олигомеров, в них всегда присутствуют небольшие количества (обычно 1-2%) жирных спиртов, используемых в синтезе полиглюкозы, и соли, образующиеся в основном за счет катализа (1,5-2,5%). Данные рассчитаны относительно активного вещества. В то время как алкиловые эфиры полиоксиэтилена и многие другие этоксилаты можно однозначно охарактеризовать по распределению молекулярной массы, аналогичное описание ни в коем случае не подходит для алкилполиглюкозидов, поскольку различная изомерия приводит к гораздо более сложному спектру продуктов. Различия между двумя классами поверхностно-активных веществ приводят к довольно разным свойствам, обусловленным сильным взаимодействием головных групп с водой и, отчасти, друг с другом.

Этоксилатная группа полиоксиэтиленалкилового эфира активно взаимодействует с водой, образуя водородные связи между кислородом этилена и молекулами воды, что приводит к образованию мицеллярных гидратных оболочек, в которых вода структурирована сильнее (с более низкой энтропией и энтальпией), чем в объёмной воде. Структура гидратации очень динамична. Обычно с каждой группой ЭО связано от двух до трёх молекул воды.

Учитывая наличие глюкозильных головных групп с тремя ОН-группами в моноглюкозиде или семью в диглюкозиде, можно ожидать, что поведение алкилглюкозидов будет существенно отличаться от поведения полиоксиэтиленалкиловых эфиров. Помимо сильного взаимодействия с водой, существуют также силы взаимодействия между головными группами поверхностно-активных веществ в мицеллах, а также в других фазах. В то время как сопоставимые полиоксиэтиленалкиловые эфиры сами по себе являются жидкостями или низкоплавкими твердыми веществами, алкилполиглюкозиды являются более высокоплавкими твердыми веществами благодаря межмолекулярным водородным связям между соседними глюкозильными группами. Они проявляют выраженные термотропные жидкокристаллические свойства, что будет обсуждаться ниже. Межмолекулярные водородные связи между головными группами также отвечают за их сравнительно низкую растворимость в воде.

Что касается самой глюкозы, взаимодействие глюкозильной группы с окружающими молекулами воды обусловлено обширными водородными связями. В глюкозе концентрация тетраэдрически расположенных молекул воды выше, чем в чистой воде. Следовательно, глюкозу, а также, вероятно, и алкилглюкозиды, можно классифицировать как «структурообразователи», качественно сходное с этоксилатами.

По сравнению с поведением мицеллы этоксилата, эффективная диэлектрическая проницаемость алкилглюкозида на границе раздела фаз значительно выше и ближе к диэлектрической проницаемости воды, чем этоксилата. Таким образом, область вокруг головных групп в мицелле алкилглюкозида подобна водной.