Свойства алкилполиглюкозидов

Подобно простым алкиловым эфирам полиоксиэтилена,алкилполигликозидыобычно являются техническими поверхностно-активными веществами. Они производятся с помощью различных способов синтеза Фишера и состоят из множества видов с разной степенью гликозидирования, на что указывает среднее значение n. Это 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 важных для применения алкилполиглюкозидов имеют среднее значение n 1,1-1,7. Следовательно, они содержат в качестве основных компонентов алкилмоноглюкозиды и алкилдиглюкозиды, а также меньшие количества алкилтриглюкозидов, алкилтетраглюкозидов и т. д., вплоть до алкилоктаглюкозидов, помимо олигомеров, небольшие количества (обычно 1-2%) жирных спиртов, используемых в при синтезе полиглюкозы и соли, преимущественно за счет катализа (1,5-2,5%), всегда присутствуют. Цифры рассчитаны относительно активного вещества. В то время как алкиловые эфиры полиоксиэтилена или многие другие этоксилаты могут быть однозначно определены по распределению молекулярных масс, аналогичное описание ни в коем случае не является адекватным для алкилполиглюкозидов, поскольку различная изомерия приводит к гораздо более сложному ряду продуктов. Различия в двух классах поверхностно-активных веществ приводят к довольно разным свойствам, возникающим из-за сильного взаимодействия головных групп с водой и частично друг с другом.

Этоксилатная группа полиоксиэтиленалкилового эфира сильно взаимодействует с водой, образуя водородные связи между этиленовым кислородом и молекулами воды, образуя, таким образом, мицеллярные гидратные оболочки, в которых структурирование воды выше (меньшая энтропия и энтальпия), чем в объемной воде. Гидратная структура весьма динамична. Обычно с каждой группой ЭО связано от двух до трех молекул воды.

Учитывая головные группы глюкозила с тремя ОН-функциями для моноглюкозида или семью для диглюкозида, ожидается, что поведение алкилглюкозидов будет сильно отличаться от поведения простых алкиловых эфиров полиоксиэтилена. Помимо сильного взаимодействия с водой, существуют также силы между головными группами ПАВ в мицеллах, а также в других фазах. В то время как сравнимые алкиловые эфиры полиоксиэтилена сами по себе представляют собой жидкости или твердые вещества с низкой температурой плавления, алкилполиглюкозиды представляют собой твердые вещества с более высокой температурой плавления из-за межмолекулярных водородных связей между соседними глюкозильными группами. Они проявляют отчетливые термотропные жидкокристаллические свойства, о чем будет сказано ниже. Межмолекулярные водородные связи между головными группами также ответственны за их сравнительно низкую растворимость в воде.

Что касается самой глюкозы, то взаимодействие глюкозильной группы с окружающими молекулами воды происходит за счет обширных водородных связей. Для глюкозы концентрация тетраэдрически расположенных молекул воды выше, чем в одной воде. Следовательно, глюкозу и, возможно, также алкилглюкозиды можно классифицировать как «структурообразователи», поведение которых качественно аналогично поведению этоксилатов.

По сравнению с поведением этоксилатной мицеллы эффективная межфазная диэлектрическая проницаемость алкилглюкозида намного выше и больше похожа на таковую у воды, чем у этоксилата. Таким образом, область вокруг головных групп мицеллы алкилглюкозида похожа на воду.