Índice deste artigo:
1. Desenvolvimento de Aminoácidos
2. Propriedades estruturais
3. Composição química
4.Classificação
5. Síntese
6. Propriedades físico-químicas
7. Toxicidade
8. Atividade antimicrobiana
9. Propriedades reológicas
10. Aplicações na indústria cosmética
11. Aplicações em cosméticos do dia a dia
Surfactantes de Aminoácidos (AAS)são uma classe de surfactantes formados pela combinação de grupos hidrofóbicos com um ou mais aminoácidos.Neste caso, os Aminoácidos podem ser sintéticos ou derivados de hidrolisados protéicos ou fontes renováveis similares.Este artigo cobre os detalhes da maioria das rotas sintéticas disponíveis para AAS e o efeito de diferentes rotas nas propriedades físico-químicas dos produtos finais, incluindo solubilidade, estabilidade de dispersão, toxicidade e biodegradabilidade.Como uma classe de surfactantes em demanda crescente, a versatilidade do AAS devido à sua estrutura variável oferece um grande número de oportunidades comerciais.
Dado que os surfactantes são amplamente utilizados em detergentes, emulsificantes, inibidores de corrosão, recuperação terciária de petróleo e produtos farmacêuticos, os pesquisadores nunca deixaram de prestar atenção aos surfactantes.
Os surfactantes são os produtos químicos mais representativos que são consumidos em grandes quantidades diariamente em todo o mundo e têm causado um impacto negativo no ambiente aquático.Estudos têm mostrado que o uso generalizado de surfactantes tradicionais pode ter um impacto negativo no meio ambiente.
Hoje, a não toxicidade, a biodegradabilidade e a biocompatibilidade são quase tão importantes para os consumidores quanto a utilidade e o desempenho dos surfactantes.
Os biossurfactantes são surfactantes sustentáveis ecologicamente corretos que são sintetizados naturalmente por microorganismos, como bactérias, fungos e leveduras, ou secretados extracelularmente.Portanto, os biossurfactantes também podem ser preparados por design molecular para imitar estruturas anfifílicas naturais, como fosfolipídios, alquil glicosídeos e acil aminoácidos.
Surfactantes de Aminoácidos (AAS)são um dos surfactantes típicos, geralmente produzidos a partir de matérias-primas de origem animal ou agrícola.Nas últimas duas décadas, os AAS atraíram muito interesse dos cientistas como novos surfactantes, não apenas porque podem ser sintetizados a partir de recursos renováveis, mas também porque os AAS são facilmente degradáveis e possuem subprodutos inofensivos, tornando-os mais seguros para o meio ambiente. meio Ambiente.
AAS pode ser definido como uma classe de surfactantes que consiste em aminoácidos contendo grupos de aminoácidos (HO 2 C-CHR-NH 2) ou resíduos de aminoácidos (HO 2 C-CHR-NH-).As 2 regiões funcionais dos aminoácidos permitem a derivação de uma ampla variedade de surfactantes.Um total de 20 aminoácidos proteinogênicos padrão são conhecidos na natureza e são responsáveis por todas as reações fisiológicas no crescimento e nas atividades da vida.Eles diferem entre si apenas de acordo com o resíduo R (Figura 1, pka é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida da solução).Alguns são apolares e hidrofóbicos, alguns são polares e hidrofílicos, alguns são básicos e alguns são ácidos.
Como os Aminoácidos são compostos renováveis, os surfactantes sintetizados a partir de Aminoácidos também têm um alto potencial para se tornarem sustentáveis e ecologicamente corretos.A estrutura simples e natural, baixa toxicidade e rápida biodegradabilidade muitas vezes os tornam superiores aos surfactantes convencionais.Utilizando matérias-primas renováveis (por exemplo, Aminoácidos e óleos vegetais), os AAS podem ser produzidos por diferentes rotas biotecnológicas e químicas.
No início do século 20, os aminoácidos foram descobertos pela primeira vez para serem usados como substratos para a síntese de surfactantes.Os AAS foram usados principalmente como conservantes em formulações farmacêuticas e cosméticas.Além disso, descobriu-se que o AAS é biologicamente ativo contra uma variedade de bactérias, tumores e vírus causadores de doenças.Em 1988, a disponibilidade de AAS de baixo custo gerou interesse de pesquisa em atividade de superfície.Hoje, com o desenvolvimento da biotecnologia, alguns aminoácidos também podem ser sintetizados comercialmente em larga escala por leveduras, o que prova indiretamente que a produção de AAS é mais ecológica.
01 Desenvolvimento de Aminoácidos
Já no início do século 19, quando os aminoácidos naturais foram descobertos, suas estruturas foram consideradas extremamente valiosas - utilizáveis como matérias-primas para a preparação de anfifílicos.O primeiro estudo sobre a síntese de AAS foi relatado por Bondi em 1909.
Nesse estudo, N-acilglicina e N-acilalanina foram introduzidos como grupos hidrofílicos para surfactantes.O trabalho subsequente envolveu a síntese de lipoaminoácidos (AAS) usando glicina e alanina, e Hentrich et al.publicou uma série de descobertas,incluindo o primeiro pedido de patente, sobre o uso de sais de acil sarcosinato e acil aspartato como tensoativos em produtos de limpeza doméstica (por exemplo, xampus, detergentes e cremes dentais).Posteriormente, muitos pesquisadores investigaram a síntese e as propriedades físico-químicas dos acil aminoácidos.Até o momento, um grande corpo de literatura foi publicado sobre a síntese, propriedades, aplicações industriais e biodegradabilidade de AAS.
02 Propriedades Estruturais
As cadeias de ácidos graxos hidrofóbicos não polares de AAS podem variar em estrutura, comprimento de cadeia e número.A diversidade estrutural e a alta atividade de superfície dos AAS explicam sua ampla diversidade de composição e propriedades físico-químicas e biológicas.Os grupos de cabeça de AAS são compostos de aminoácidos ou peptídeos.As diferenças nos grupos de cabeça determinam a adsorção, agregação e atividade biológica desses surfactantes.Os grupos funcionais no grupo principal determinam o tipo de AAS, incluindo catiônico, aniônico, não iônico e anfotérico.A combinação de aminoácidos hidrofílicos e porções hidrofóbicas de cadeia longa formam uma estrutura anfifílica que torna a molécula altamente ativa na superfície.Além disso, a presença de átomos de carbono assimétricos na molécula ajuda a formar moléculas quirais.
03 Composição Química
Todos os peptídeos e polipeptídeos são produtos de polimerização desses cerca de 20 α-aminoácidos α-proteinogênicos.Todos os 20 α-Aminoácidos contêm um grupo funcional ácido carboxílico (-COOH) e um grupo funcional amino (-NH 2), ambos ligados ao mesmo átomo de carbono α tetraédrico.Os aminoácidos diferem uns dos outros pelos diferentes grupos R ligados ao carbono α (exceto para a licina, onde o grupo R é hidrogênio). Os grupos R podem diferir em estrutura, tamanho e carga (acidez, alcalinidade).Essas diferenças também determinam a solubilidade dos aminoácidos em água.
Os aminoácidos são quirais (exceto a glicina) e são opticamente ativos por natureza porque possuem quatro substituintes diferentes ligados ao carbono alfa.Os aminoácidos têm duas conformações possíveis;eles são imagens espelhadas não sobrepostas um do outro, apesar do número de L-estereoisômeros ser significativamente maior.O grupo R presente em alguns aminoácidos (fenilalanina, tirosina e triptofano) é arilo, levando a uma absorção máxima de UV a 280 nm.O α-COOH ácido e o α-NH 2 básico em aminoácidos são capazes de ionização, e ambos os estereoisômeros, quaisquer que sejam, constroem o equilíbrio de ionização mostrado abaixo.
R-COOH ↔R-COO－＋H＋
R-NH3＋↔R-NH2＋H＋
Conforme mostrado no equilíbrio de ionização acima, os aminoácidos contêm pelo menos dois grupos de ácido fraco;no entanto, o grupo carboxila é muito mais ácido em comparação com o grupo amino protonado.pH 7,4, o grupo carboxila é desprotonado enquanto o grupo amino é protonado.Aminoácidos com grupos R não ionizáveis são eletricamente neutros neste pH e formam zwitterion.
04 Classificação
A AAS pode ser classificada de acordo com quatro critérios, descritos a seguir.
4.1 De acordo com a origem
| De acordo com a origem, o AAS pode ser dividido em 2 categorias, como segue. ① Categoria Natural Alguns compostos de ocorrência natural contendo aminoácidos também têm a capacidade de reduzir a tensão superficial/interfacial e alguns até excedem a eficácia dos glicolipídios.Esses AAS também são conhecidos como lipopeptídeos.Os lipopeptídeos são compostos de baixo peso molecular, geralmente produzidos por espécies de Bacillus.
Tais AAS são divididos em 3 subclasses:surfactina, iturina e fengicina.
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| A família de peptídeos tensoativos abrange variantes de heptapeptídeos de uma variedade de substâncias,como mostrado na Figura 2a, na qual uma cadeia de ácido graxo β-hidroxi insaturado C12-C16 está ligada ao peptídeo.O peptídeo tensoativo é uma lactona macrocíclica na qual o anel é fechado por catálise entre o terminal C do ácido graxo β-hidroxi e o peptídeo. Na subclasse de iturina, existem seis variantes principais, nomeadamente iturina A e C, micossubtilina e bacilomicina D, F e L.Em todos os casos, os heptapeptídeos estão ligados às cadeias C14-C17 de ácidos graxos β-amino (as cadeias podem ser diversas).No caso das ecurimicinas, o grupo amino na posição β pode formar uma ligação amida com o terminal C, formando assim uma estrutura lactama macrocíclica.
A subclasse fengycin contém fengycin A e B, que também são chamados de plipastatina quando Tyr9 é D-configurado.O decapéptido está ligado a uma cadeia de ácidos gordos β-hidroxi C14-C18 saturada ou insaturada.Estruturalmente, a plipastatina também é uma lactona macrocíclica, contendo uma cadeia lateral Tyr na posição 3 da sequência peptídica e formando uma ligação éster com o resíduo C-terminal, formando assim uma estrutura em anel interno (como é o caso de muitos lipopeptídeos de Pseudomonas).
② Categoria Sintética O AAS também pode ser sintetizado usando qualquer um dos aminoácidos ácidos, básicos e neutros.Aminoácidos comuns usados para a síntese de AAS são ácido glutâmico, serina, prolina, ácido aspártico, glicina, arginina, alanina, leucina e hidrolisados de proteínas.Esta subclasse de surfactantes pode ser preparada por métodos químicos, enzimáticos e quimioenzimáticos;no entanto, para a produção de AAS, a síntese química é mais viável economicamente.Exemplos comuns incluem ácido N-lauroil-L-glutâmico e ácido N-palmitoil-L-glutâmico.
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4.2 Com base em substituintes de cadeia alifática
Com base nos substituintes da cadeia alifática, os surfactantes à base de aminoácidos podem ser divididos em 2 tipos.
De acordo com a posição do substituinte
| ① AAS N-substituído Em compostos N-substituídos, um grupo amino é substituído por um grupo lipofílico ou um grupo carboxila, resultando em uma perda de basicidade.o exemplo mais simples de AAS N-substituídos são os N-acil aminoácidos, que são essencialmente tensoativos aniônicos.AAS n-substituídos têm uma ligação amida ligada entre as porções hidrofóbicas e hidrofílicas.A ligação amida tem a capacidade de formar uma ligação de hidrogênio, o que facilita a degradação desse surfactante em meio ácido, tornando-o biodegradável.
②AAS substituído por C Em compostos C-substituídos, a substituição ocorre no grupo carboxila (através de uma ligação amida ou éster).Compostos C-substituídos típicos (por exemplo, ésteres ou amidas) são essencialmente surfactantes catiônicos.
③AAS substituídos por N e C Nesse tipo de surfactante, tanto o grupo amino quanto o grupo carboxila são a parte hidrofílica.Este tipo é essencialmente um surfactante anfótero. |
4.3 De acordo com o número de caudas hidrofóbicas
Com base no número de grupos de cabeça e caudas hidrofóbicas, o AAS pode ser dividido em quatro grupos.AAS de cadeia linear, AAS do tipo Gemini (dímero), AAS do tipo glicerolídeo e AAS do tipo anfifílico bicefálico (Bola).surfactantes de cadeia linear são surfactantes que consistem em aminoácidos com apenas uma cauda hidrofóbica (Figura 3).Os AAS do tipo Gemini têm dois grupos de cabeça polar de aminoácidos e duas caudas hidrofóbicas por molécula (Figura 4).Neste tipo de estrutura, os dois AAS de cadeia linear são ligados entre si por um espaçador e, portanto, também são chamados de dímeros.Por outro lado, no AAS do tipo Glicerolipídeo, as duas caudas hidrofóbicas estão ligadas ao mesmo grupo de cabeça de aminoácido.Esses surfactantes podem ser considerados como análogos de monoglicerídeos, diglicerídeos e fosfolipídios, enquanto no AAS do tipo Bola, dois grupos principais de aminoácidos estão ligados por uma cauda hidrofóbica.
4.4 De acordo com o tipo de grupo principal
①AAS catiônico
O grupo principal deste tipo de surfactante tem uma carga positiva.O AAS catiônico mais antigo é o arginato de etil cocoil, que é um carboxilato de pirrolidona.As propriedades únicas e diversificadas deste surfactante o tornam útil em desinfetantes, agentes antimicrobianos, agentes antiestáticos, condicionadores de cabelo, além de ser suave para os olhos e pele e facilmente biodegradável.Singare e Mhatre sintetizaram AAS catiônicos baseados em arginina e avaliaram suas propriedades físico-químicas.Neste estudo, eles reivindicaram altos rendimentos dos produtos obtidos usando as condições de reação de Schotten-Baumann.Com o aumento do comprimento da cadeia de alquil e hidrofobicidade, a atividade de superfície do surfactante aumentou e a concentração micelar crítica (cmc) diminuiu.Outra é a proteína acil quaternária, comumente usada como condicionador em produtos capilares.
② AAS Aniônico
Em surfactantes aniônicos, o grupo de cabeça polar do surfactante tem uma carga negativa.A sarcosina (CH 3 -NH-CH 2 -COOH, N-metilglicina), um aminoácido comumente encontrado em ouriços-do-mar e estrelas-do-mar, é quimicamente relacionado à glicina (NH 2 -CH 2 -COOH,), um aminoácido básico encontrado em células de mamíferos.-COOH,) é quimicamente relacionado à glicina, que é um aminoácido básico encontrado em células de mamíferos.Ácido láurico, ácido tetradecanóico, ácido oleico e seus haletos e ésteres são comumente usados para sintetizar surfactantes de sarcosinato.Os sarcosinatos são inerentemente suaves e, portanto, comumente usados em enxaguatórios bucais, xampus, espumas de barbear em spray, protetores solares, limpadores de pele e outros produtos cosméticos.
Outros AAS aniônicos disponíveis comercialmente incluem Amisoft CS-22 e AmiliteGCK-12, que são nomes comerciais para N-cocoil-L-glutamato de sódio e N-cocoil glicinato de potássio, respectivamente.A amilita é comumente usada como agente espumante, detergente, solubilizante, emulsificante e dispersante, e tem muitas aplicações em cosméticos, como xampus, sabonetes de banho, sabonetes corporais, cremes dentais, limpadores faciais, sabonetes de limpeza, limpadores de lentes de contato e surfactantes domésticos.Amisoft é usado como um limpador suave de pele e cabelo, principalmente em produtos de limpeza facial e corporal, detergentes sintéticos em bloco, produtos para cuidados com o corpo, xampus e outros produtos para cuidados com a pele.
③AAS zwitteriônico ou anfotérico
Os surfactantes anfóteros contêm sítios ácidos e básicos e podem, portanto, alterar sua carga alterando o valor do pH.Em meios alcalinos eles se comportam como surfactantes aniônicos, enquanto em meios ácidos eles se comportam como surfactantes catiônicos e em meios neutros como surfactantes anfóteros.Lauril lisina (LL) e alcoxi (2-hidroxipropil) arginina são os únicos surfactantes anfóteros conhecidos baseados em aminoácidos.LL é um produto de condensação de lisina e ácido láurico.Devido à sua estrutura anfotérica, o LL é insolúvel em quase todos os tipos de solventes, exceto em solventes muito alcalinos ou ácidos.Por ser um pó orgânico, o LL possui excelente adesão a superfícies hidrofílicas e baixo coeficiente de atrito, conferindo a esse surfactante excelente capacidade lubrificante.O LL é amplamente utilizado em cremes para a pele e condicionadores de cabelo, sendo também utilizado como lubrificante.
④AAS não iônico
Os surfactantes não iônicos são caracterizados por grupos de cabeças polares sem cargas formais.oito novos surfactantes não iônicos etoxilados foram preparados por Al-Sabagh et al.a partir de α-aminoácidos solúveis em óleo.Neste processo, a L-fenilalanina (LEP) e a L-leucina foram primeiro esterificadas com hexadecanol, seguido de amidação com ácido palmítico para dar duas amidas e dois ésteres de α-aminoácidos.As amidas e ésteres então sofreram reações de condensação com óxido de etileno para preparar três derivados de fenilalanina com diferentes números de unidades de polioxietileno (40, 60 e 100).Verificou-se que estes AAS não iónicos tinham boas propriedades de detergência e formação de espuma.
05 Síntese
5.1 Rota sintética básica
No AAS, os grupos hidrofóbicos podem estar ligados a sítios de amina ou ácido carboxílico, ou através das cadeias laterais de aminoácidos.Com base nisso, quatro rotas sintéticas básicas estão disponíveis, conforme mostrado na Figura 5.
Fig.5 Caminhos de síntese fundamentais de surfactantes à base de aminoácidos
| Caminho 1. As aminas éster anfifílicas são produzidas por reações de esterificação, caso em que a síntese do surfactante é geralmente alcançada por refluxo de álcoois graxos e aminoácidos na presença de um agente desidratante e um catalisador ácido.Em algumas reações, o ácido sulfúrico atua tanto como catalisador quanto como agente desidratante.
Caminho 2. Aminoácidos ativados reagem com alquilaminas para formar ligações amida, resultando na síntese de amidoaminas anfifílicas.
Caminho 3. Amidoácidos são sintetizados pela reação dos grupos amina de aminoácidos com Amidoácidos.
Caminho 4. Aminoácidos alquílicos de cadeia longa foram sintetizados pela reação de grupos amina com haloalcanos. |
5.2 Avanços na síntese e produção
5.2.1 Síntese de surfactantes de aminoácidos/peptídeos de cadeia simples
N-acil ou O-acil aminoácidos ou peptídeos podem ser sintetizados por acilação catalisada por enzima de grupos amina ou hidroxila com ácidos graxos.O primeiro relatório sobre a síntese catalisada por lipase sem solvente de derivados de aminoácido amida ou éster metílico usou Candida antarctica, com rendimentos variando de 25% a 90%, dependendo do aminoácido alvo.A metil etil cetona também foi usada como solvente em algumas reações.Vonderhagen et ai.também descreveram reações de N-acilação catalisadas por lipase e protease de aminoácidos, hidrolisados de proteínas e/ou seus derivados usando uma mistura de água e solventes orgânicos (por exemplo, dimetilformamida/água) e metil butil cetona.
No início, o principal problema com a síntese de AAS catalisada por enzimas eram os baixos rendimentos.De acordo com Valivety et al.o rendimento de derivados de aminoácidos N-tetradecanoil foi de apenas 2%-10%, mesmo após o uso de diferentes lipases e incubação a 70°C por muitos dias.Montet et ai.também encontraram problemas relativos ao baixo rendimento de aminoácidos na síntese de N-acil lisina utilizando ácidos graxos e óleos vegetais.Segundo eles, o rendimento máximo do produto foi de 19% em condições livres de solventes e usando solventes orgânicos.o mesmo problema foi encontrado por Valivety et al.na síntese de derivados de éster metílico de N-Cbz-L-lisina ou N-Cbz-lisina.
Neste estudo, eles alegaram que o rendimento de 3-O-tetradecanoil-L-serina foi de 80% ao usar serina N-protegida como substrato e Novozyme 435 como catalisador em um ambiente fundido sem solvente.Nagao e Kito estudaram a O-acilação de L-serina, L-homoserina, L-treonina e L-tirosina (LET) ao usar lipase Os resultados da reação (a lipase foi obtida por Candida cylindracea e Rhizopus delemar em meio tampão aquoso) e relataram que os rendimentos de acilação de L-homoserina e L-serina foram um pouco baixos, enquanto não ocorreu nenhuma acilação de L-treonina e LET.
Muitos pesquisadores têm apoiado o uso de substratos baratos e prontamente disponíveis para a síntese de AAS de baixo custo.Soo et al.afirmou que a preparação de surfactantes à base de óleo de palma funciona melhor com lipoenzima imobilizada.Eles observaram que o rendimento dos produtos seria melhor, apesar da reação demorada (6 dias).Gerova et ai.investigaram a síntese e atividade de superfície de N-palmitoil AAS quiral baseado em metionina, prolina, leucina, treonina, fenilalanina e fenilglicina em uma mistura cíclica/racêmica.Pang e Chu descreveram a síntese de monômeros baseados em aminoácidos e monômeros baseados em ácidos dicarboxílicos em solução. Uma série de ésteres de poliamida baseados em aminoácidos funcionais e biodegradáveis foi sintetizada por reações de co-condensação em solução.
Cantaeuzene e Guerreiro relataram a esterificação de grupos de ácidos carboxílicos de Boc-Ala-OH e Boc-Asp-OH com álcoois alifáticos de cadeia longa e dióis, com diclorometano como solvente e agarose 4B (Sepharose 4B) como catalisador.Neste estudo, a reação de Boc-Ala-OH com álcoois graxos de até 16 carbonos deu bons rendimentos (51%), enquanto que para Boc-Asp-OH 6 e 12 carbonos foram melhores, com um rendimento correspondente de 63% [64 ].99,9%) em rendimentos variando de 58% a 76%, que foram sintetizados pela formação de ligações amida com várias alquilaminas de cadeia longa ou ligações éster com álcoois graxos por Cbz-Arg-OMe, onde a papaína atuou como catalisador.
5.2.2 Síntese de surfactantes de aminoácidos/peptídeos à base de gemini
Os surfactantes gemini baseados em aminoácidos consistem em duas moléculas de AAS de cadeia linear ligadas uma à outra por um grupo espaçador.Existem 2 esquemas possíveis para a síntese quimioenzimática de surfactantes à base de aminoácidos do tipo gemini (Figuras 6 e 7).Na Figura 6, 2 derivados de aminoácidos reagem com o composto como um grupo espaçador e então 2 grupos hidrofóbicos são introduzidos.Na Figura 7, as 2 estruturas em cadeia linear estão diretamente ligadas entre si por um grupo espaçador bifuncional.
O desenvolvimento mais antigo da síntese catalisada por enzimas de lipoaminoácidos gemini foi iniciado por Valivety et al.Yoshimura et ai.investigou a síntese, adsorção e agregação de um surfactante gemini baseado em aminoácidos à base de cistina e brometo de n-alquila.Os surfactantes sintetizados foram comparados com os surfactantes monoméricos correspondentes.Faustino e cols.descreveram a síntese de AAS monoméricos aniônicos à base de ureia à base de L-cistina, D-cistina, DL-cistina, L-cisteína, L-metionina e L-sulfoalanina e seus pares de gêmeos por meio de condutividade, tensão superficial de equilíbrio e estabilidade - estado de caracterização de fluorescência deles.Foi mostrado que o valor de cmc de gemini foi menor comparando monômero e gemini.
Fig.6 Síntese de gemini AAS usando derivados AA e espaçador, seguido de inserção do grupo hidrofóbico
Fig.7 Síntese de AASs gemini usando espaçador bifuncional e AAS
5.2.3 Síntese de surfactantes de aminoácidos/peptídeos glicerolipídicos
Os tensoativos de aminoácidos/peptídeos glicerolipídicos são uma nova classe de aminoácidos lipídicos que são análogos estruturais de mono- (ou di-) ésteres de glicerol e fosfolipídios, devido à sua estrutura de uma ou duas cadeias gordurosas com um aminoácido ligado ao esqueleto de glicerol por uma ligação éster.A síntese desses surfactantes começa com a preparação de ésteres de glicerol de aminoácidos em temperaturas elevadas e na presença de um catalisador ácido (por exemplo, BF 3).A síntese catalisada por enzimas (usando hidrolases, proteases e lipases como catalisadores) também é uma boa opção (Figura 8).
A síntese catalisada por enzima de conjugados de glicerídeos de arginina dilaurilada usando papaína foi relatada.A síntese de conjugados de éster de diacilglicerol a partir da acetilarginina e a avaliação de suas propriedades físico-químicas também foram relatadas.
Fig.8 Síntese de conjugados de aminoácidos mono e diacilglicerol
espaçador: NH-(CH2)10-NH: composto B1
espaçador: NH-C6H4-NH: composto B2
espaçador: CH2-CH2: composto B3
Fig.9 Síntese de anfifílicos simétricos derivados de Tris(hidroximetil)aminometano
5.2.4 Síntese de surfactantes de aminoácidos/peptídeos à base de bola
Os anfifílicos do tipo bola à base de aminoácidos contêm 2 aminoácidos que estão ligados à mesma cadeia hidrofóbica.Franceschi et ai.descreveram a síntese de anfifílicos do tipo bola com 2 aminoácidos (D- ou L-alanina ou L-histidina) e 1 cadeia alquila de diferentes comprimentos e investigaram sua atividade superficial.Eles discutem a síntese e agregação de novos anfifílicos do tipo bola com uma fração de aminoácidos (usando um β-aminoácido incomum ou um álcool) e um grupo espaçador C12 -C20.Os β-aminoácidos incomuns usados podem ser um aminoácido de açúcar, um aminoácido derivado de azidotimina (AZT), um aminoácido norborneno e um aminoálcool derivado de AZT (Figura 9).a síntese de anfifílicos simétricos do tipo bola derivados de tris(hidroximetil)aminometano (Tris) (Figura 9).
06 Propriedades físico-químicas
É bem conhecido que os surfactantes à base de aminoácidos (AAS) são diversos e versáteis na natureza e têm boa aplicabilidade em muitas aplicações, como boa solubilização, boas propriedades de emulsificação, alta eficiência, alto desempenho de atividade de superfície e boa resistência à água dura (íon cálcio tolerância).
Com base nas propriedades surfactantes dos aminoácidos (por exemplo, tensão superficial, cmc, comportamento de fase e temperatura Krafft), as seguintes conclusões foram alcançadas após extensos estudos - a atividade superficial do AAS é superior à de sua contraparte surfactante convencional.
6.1 Concentração Micelar Crítica (cmc)
A concentração micelar crítica é um dos parâmetros importantes dos surfactantes e governa muitas propriedades ativas de superfície, como solubilização, lise celular e sua interação com biofilmes, etc. no valor de cmc da solução de surfactante, aumentando assim sua atividade de superfície.Os surfactantes baseados em aminoácidos geralmente têm valores de cmc mais baixos em comparação com os surfactantes convencionais.
Através de diferentes combinações de grupos de cabeça e caudas hidrofóbicas (amida monocatiônica, amida bicatiônica, éster baseado em amida bicatiônica), Infante et al.sintetizou três AAS à base de arginina e estudou seus cmc e γcmc (tensão superficial em cmc), mostrando que os valores de cmc e γcmc diminuíram com o aumento do comprimento da cauda hidrofóbica.Em outro estudo, Singare e Mhatre descobriram que o cmc dos surfactantes N-α-acilarginina diminuiu com o aumento do número de átomos de carbono da cauda hidrofóbica (Tabela 1).
Yoshimura et ai.investigou o cmc de surfactantes gemini à base de aminoácidos derivados de cisteína e mostrou que o cmc diminuiu quando o comprimento da cadeia de carbono na cadeia hidrofóbica foi aumentado de 10 para 12. Aumentar ainda mais o comprimento da cadeia de carbono para 14 resultou em um aumento no cmc, que confirmou que os surfactantes gemini de cadeia longa têm uma menor tendência de agregação.
Faustino e cols.relataram a formação de micelas mistas em soluções aquosas de tensoativos aniônicos gemini à base de cistina.Os surfactantes gemini também foram comparados com os surfactantes monoméricos convencionais correspondentes (C 8 Cys).Os valores de cmc de misturas de lipídios-surfactantes foram relatados como sendo mais baixos do que os de surfactantes puros.os surfactantes gemini e 1,2-diheptanoil-sn-gliceril-3-fosfocolina, um fosfolipídeo formador de micelas solúvel em água, tinham cmc no nível milimolar.
Shrestha e Aramaki investigaram a formação de micelas viscoelásticas semelhantes a vermes em soluções aquosas de surfactantes aniônicos não iônicos baseados em aminoácidos na ausência de sais de mistura.Neste estudo, o N-dodecil glutamato apresentou uma temperatura de Krafft mais alta;porém, ao ser neutralizado com o aminoácido básico L-lisina, gerou micelas e a solução passou a se comportar como um fluido newtoniano a 25 °C.
6.2 Boa solubilidade em água
A boa solubilidade em água do AAS é devida à presença de ligações CO-NH adicionais.Isso torna o AAS mais biodegradável e ecológico do que os surfactantes convencionais correspondentes.A solubilidade em água do ácido N-acil-L-glutâmico é ainda melhor devido aos seus 2 grupos carboxílicos.A solubilidade em água do Cn(CA) 2 também é boa porque há 2 grupos iônicos de arginina em 1 molécula, o que resulta em adsorção e difusão mais efetivas na interface celular e até inibição bacteriana efetiva em concentrações mais baixas.
6.3 Temperatura de Krafft e ponto de Krafft
A temperatura de Krafft pode ser entendida como o comportamento específico de solubilidade de surfactantes cuja solubilidade aumenta acentuadamente acima de uma determinada temperatura.Os surfactantes iônicos têm a tendência de gerar hidratos sólidos, que podem precipitar da água.Em uma determinada temperatura (a chamada temperatura de Krafft), geralmente é observado um aumento dramático e descontínuo na solubilidade dos surfactantes.O ponto Krafft de um surfactante iônico é sua temperatura Krafft em cmc.
Esta característica de solubilidade é geralmente observada para surfactantes iônicos e pode ser explicada da seguinte forma: a solubilidade do monômero livre de surfactante é limitada abaixo da temperatura Krafft até atingir o ponto Krafft, onde sua solubilidade aumenta gradativamente devido à formação de micelas.Para garantir a completa solubilidade, é necessário preparar formulações de surfactantes em temperaturas acima do ponto Krafft.
A temperatura Krafft do AAS foi estudada e comparada com a dos surfactantes sintéticos convencionais. Shrestha e Aramaki estudaram a temperatura Krafft do AAS baseado em arginina e descobriram que a concentração micelar crítica exibia comportamento de agregação na forma de pré-micelas acima de 2-5 ×10-6 mol-L -1 seguido pela formação normal de micelas ( Ohta et al. sintetizaram seis tipos diferentes de N-hexadecanoil AAS e discutiram a relação entre sua temperatura de Krafft e resíduos de aminoácidos.
Nos experimentos, verificou-se que a temperatura Krafft de N-hexadecanoil AAS aumentou com a diminuição do tamanho dos resíduos de aminoácidos (fenilalanina sendo uma exceção), enquanto o calor de solubilidade (absorção de calor) aumentou com a diminuição do tamanho dos resíduos de aminoácidos (com exceto glicina e fenilalanina).Concluiu-se que em ambos os sistemas de alanina e fenilalanina, a interação DL é mais forte do que a interação LL na forma sólida do sal N-hexadecanoil AAS.
Brito e outros.determinaram a temperatura Krafft de três séries de novos surfactantes à base de aminoácidos usando microcalorimetria diferencial de varredura e descobriram que a mudança do íon trifluoroacetato para íon iodeto resultou em um aumento significativo na temperatura Krafft (cerca de 6 ° C), de 47 ° C para 53 ° C.A presença de ligações duplas cis e a insaturação presente nos derivados Ser de cadeia longa levaram a uma diminuição significativa na temperatura de Krafft.Foi relatado que o glutamato de n-dodecil tem uma temperatura de Krafft mais alta.No entanto, a neutralização com o aminoácido básico L-lisina resultou na formação de micelas em solução que se comportaram como fluidos newtonianos a 25 °C.
6.4 Tensão superficial
A tensão superficial dos surfactantes está relacionada ao comprimento da cadeia da parte hidrofóbica.Zhang et ai.determinou a tensão superficial do cocoil glicinato de sódio pelo método da placa de Wilhelmy (25±0,2)°C e determinou o valor da tensão superficial em cmc como 33 mN-m -1 , cmc como 0,21 mmol-L -1.Yoshimura et ai.determinou a tensão superficial da tensão superficial baseada em aminoácidos do tipo 2Cn Cys de agentes ativos de superfície baseados em 2Cn Cys.Verificou-se que a tensão superficial em cmc diminuiu com o aumento do comprimento da cadeia (até n = 8), enquanto a tendência foi invertida para surfactantes com n = 12 ou comprimentos de cadeia mais longos.
O efeito do CaC1 2 na tensão superficial de surfactantes à base de aminoácidos dicarboxilados também foi estudado.Nesses estudos, o CaC1 2 foi adicionado a soluções aquosas de três surfactantes do tipo aminoácido dicarboxilado (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 e C12 GluNa 2).Os valores de platô após cmc foram comparados e verificou-se que a tensão superficial diminuiu em concentrações muito baixas de CaC1 2 .Isso se deve ao efeito dos íons de cálcio no arranjo do surfactante na interface gás-água.as tensões superficiais dos sais de N-dodecilaminomalonato e N-dodecilaspartato, por outro lado, também foram quase constantes até a concentração de 10 mmol-L -1 CaC1 2 .Acima de 10 mmol-L -1, a tensão superficial aumenta acentuadamente, devido à formação de uma precipitação do sal de cálcio do surfactante.Para o sal dissódico de N-dodecil glutamato, a adição moderada de CaC1 2 resultou em uma diminuição significativa na tensão superficial, enquanto o aumento contínuo na concentração de CaC1 2 não causou mais alterações significativas.
Para determinar a cinética de adsorção de AAS do tipo gemini na interface gás-água, a tensão superficial dinâmica foi determinada usando o método de pressão máxima de bolha.Os resultados mostraram que para o maior tempo de teste, a tensão superficial dinâmica 2C 12 Cys não mudou.A diminuição da tensão superficial dinâmica depende apenas da concentração, do comprimento das caudas hidrofóbicas e do número de caudas hidrofóbicas.O aumento da concentração de surfactante, a diminuição do comprimento da cadeia, bem como o número de cadeias, resultaram em um decaimento mais rápido.Os resultados obtidos para maiores concentrações de C n Cys (n = 8 a 12) foram muito próximos do γ cmc medido pelo método de Wilhelmy.
Em outro estudo, as tensões superficiais dinâmicas de dilaurilcistina sódica (SDLC) e didecaminocistina sódica foram determinadas pelo método da placa de Wilhelmy e, além disso, as tensões superficiais de equilíbrio de suas soluções aquosas foram determinadas pelo método do volume da gota.A reação das pontes dissulfeto também foi investigada por outros métodos.A adição de mercaptoetanol à solução 0,1 mmol-L -1SDLC levou a um rápido aumento da tensão superficial de 34 mN-m -1 para 53 mN-m -1.Uma vez que o NaClO pode oxidar as pontes dissulfeto de SDLC a grupos de ácido sulfônico, nenhum agregado foi observado quando NaClO (5 mmol-L -1 ) foi adicionado à solução de 0,1 mmol-L -1 de SDLC.Os resultados da microscopia eletrônica de transmissão e do espalhamento dinâmico de luz mostraram que nenhum agregado foi formado na solução.Verificou-se que a tensão superficial do SDLC aumentou de 34 mN-m -1 para 60 mN-m -1 durante um período de 20 min.
6.5 Interações de superfície binária
Nas ciências da vida, vários grupos estudaram as propriedades vibracionais de misturas de AAS catiônicos (surfactantes à base de diacilglicerol arginina) e fosfolipídios na interface gás-água, concluindo finalmente que essa propriedade não ideal causa a prevalência de interações eletrostáticas.
6.6 Propriedades de agregação
A dispersão de luz dinâmica é comumente usada para determinar as propriedades de agregação de monômeros baseados em aminoácidos e surfactantes gemini em concentrações acima de cmc, produzindo um diâmetro hidrodinâmico aparente DH (= 2R H ).Os agregados formados por C n Cys e 2Cn Cys são relativamente grandes e têm uma ampla distribuição em escala em comparação com outros surfactantes.Todos os surfactantes, exceto 2C 12 Cys, formam tipicamente agregados de cerca de 10 nm.os tamanhos das micelas dos surfactantes gemini são significativamente maiores do que os de suas contrapartes monoméricas.Um aumento no comprimento da cadeia de hidrocarbonetos também leva a um aumento no tamanho da micela.ota et al.descreveram as propriedades de agregação de três estereoisômeros diferentes de N-dodecil-fenil-alanil-fenil-alanina tetrametilamônio em solução aquosa e mostraram que os diastereoisômeros têm a mesma concentração crítica de agregação em solução aquosa.Iwahashi et ai.investigado por dicroísmo circular, RMN e osmometria de pressão de vapor a formação de agregados quirais de ácido N-dodecanoil-L-glutâmico, N-dodecanoil-L-valina e seus ésteres metílicos em diferentes solventes (como tetrahidrofurano, acetonitrila, 1,4 -dioxano e 1,2-dicloroetano) com propriedades rotacionais foi investigada por dicroísmo circular, RMN e osmometria de pressão de vapor.
6.7 Adsorção interfacial
A adsorção interfacial de surfactantes à base de aminoácidos e sua comparação com sua contraparte convencional também é uma das direções de pesquisa.Por exemplo, as propriedades de adsorção interfacial de dodecil ésteres de aminoácidos aromáticos obtidos de LET e LEP foram investigadas.Os resultados mostraram que LET e LEP exibiram áreas interfaciais menores na interface gás-líquido e na interface água/hexano, respectivamente.
Bordes e cols.investigaram o comportamento da solução e adsorção na interface gás-água de três surfactantes de aminoácidos dicarboxilados, os sais dissódicos de dodecil glutamato, dodecil aspartato e aminomalonato (com 3, 2 e 1 átomos de carbono entre os dois grupos carboxila, respectivamente).De acordo com este relatório, o cmc dos tensoativos dicarboxilados foi 4-5 vezes maior que o do sal de dodecil glicina monocarboxilado.Isso é atribuído à formação de pontes de hidrogênio entre os tensoativos dicarboxilados e as moléculas vizinhas através dos grupos amida neles contidos.
6.8 Comportamento da fase
Fases cúbicas descontínuas isotrópicas são observadas para surfactantes em concentrações muito altas.Moléculas de surfactantes com grupos de cabeça muito grandes tendem a formar agregados de menor curvatura positiva.marques et ai.estudaram o comportamento de fase dos sistemas 12Lys12/12Ser e 8Lys8/16Ser (ver Figura 10), e os resultados mostraram que o sistema 12Lys12/12Ser possui uma zona de separação de fases entre as regiões micelares e da solução vesicular, enquanto o sistema 8Lys8/16Ser O sistema 8Lys8/16Ser mostra uma transição contínua (região de fase micelar alongada entre a região de fase micelar pequena e a região de fase vesicular).Ressalta-se que para a região vesicular do sistema 12Lys12/12Ser, as vesículas estão sempre coexistindo com micelas, enquanto a região vesicular do sistema 8Lys8/16Ser possui apenas vesículas.
Misturas cataniônicas de surfactantes à base de lisina e serina: par 12Lys12/12Ser simétrico (esquerda) e par 8Lys8/16Ser assimétrico (direita)
6.9 Capacidade emulsificante
Kouchi et al.examinou a capacidade emulsificante, tensão interfacial, dispersibilidade e viscosidade de N-[3-dodecil-2-hidroxipropil]-L-arginina, L-glutamato e outros AAS.Em comparação com surfactantes sintéticos (suas contrapartes convencionais não iônicas e anfotéricas), os resultados mostraram que os AAS têm maior capacidade emulsificante do que os surfactantes convencionais.
Baczko et ai.sintetizou novos surfactantes de aminoácidos aniônicos e investigou sua adequação como solventes de espectroscopia de RMN orientados quirais.Uma série de derivados anfifílicos L-Phe ou L-Ala baseados em sulfonato com diferentes caudas hidrofóbicas (pentil-tetradecil) foram sintetizados pela reação de aminoácidos com anidrido o-sulfobenzoico.Wu e outros.sais de sódio sintetizados de N-acil graxo AAS einvestigaram sua capacidade de emulsificação em emulsões de óleo em água e os resultados mostraram que esses surfactantes tiveram melhor desempenho com acetato de etila como fase oleosa do que com n-hexano como fase oleosa.
6.10 Avanços na síntese e produção
A resistência à água dura pode ser entendida como a capacidade dos surfactantes de resistir à presença de íons como cálcio e magnésio na água dura, ou seja, a capacidade de evitar a precipitação em sabões de cálcio.Os surfactantes com alta resistência à água dura são muito úteis para formulações de detergentes e produtos de cuidados pessoais.A resistência à água dura pode ser avaliada calculando a mudança na solubilidade e na atividade superficial do surfactante na presença de íons de cálcio.
Outra forma de avaliar a resistência à água dura é calcular a porcentagem ou gramas de surfactante necessária para que o sabão de cálcio formado a partir de 100 g de oleato de sódio seja disperso em água.Em áreas com água muito dura, altas concentrações de íons de cálcio e magnésio e conteúdo mineral podem dificultar algumas aplicações práticas.Freqüentemente, o íon sódio é usado como contra-íon de um surfactante aniônico sintético.Como o íon de cálcio bivalente está ligado a ambas as moléculas de surfactante, ele faz com que o surfactante precipite mais facilmente da solução, tornando a detergência menos provável.
O estudo da resistência à água dura de AAS mostrou que a resistência à água dura e ácida foi fortemente influenciada por um grupo carboxila adicional, e a resistência à água dura e ácida aumentou ainda mais com o aumento do comprimento do grupo espaçador entre os dois grupos carboxila .A ordem de resistência a ácido e água dura foi C 12 glicinato < C 12 aspartato < C 12 glutamato.Comparando a ligação amida dicarboxilada e o surfactante amino dicarboxilado, respectivamente, verificou-se que a faixa de pH deste último foi mais ampla e sua atividade superficial aumentou com a adição de uma quantidade adequada de ácido.Os aminoácidos N-alquil dicarboxilados apresentaram efeito quelante na presença de íons cálcio, e o aspartato C 12 formou um gel branco.O glutamato c 12 mostrou alta atividade de superfície em alta concentração de Ca 2+ e espera-se que seja usado na dessalinização da água do mar.
6.11 Dispersibilidade
Dispersibilidade refere-se à capacidade de um surfactante para evitar a coalescência e sedimentação do surfactante em solução.A dispersibilidade é uma propriedade importante dos surfactantes que os torna adequados para uso em detergentes, cosméticos e produtos farmacêuticos.Um agente dispersante deve conter uma ligação éster, éter, amida ou amino entre o grupo hidrofóbico e o grupo hidrofílico terminal (ou entre os grupos hidrofóbicos de cadeia linear).
Geralmente, tensoativos aniônicos como sulfatos de alcanolamido e tensoativos anfotéricos como amidosulfobetaína são particularmente eficazes como agentes de dispersão para sabões de cálcio.
Muitos esforços de pesquisa determinaram a dispersibilidade do AAS, onde a N-lauroil lisina mostrou-se pouco compatível com a água e difícil de usar em formulações cosméticas.Nesta série, os aminoácidos básicos substituídos por N-acil têm excelente dispersibilidade e são usados na indústria cosmética para melhorar as formulações.
07 Toxicidade
Os surfactantes convencionais, especialmente os catiônicos, são altamente tóxicos para os organismos aquáticos.Sua toxicidade aguda deve-se ao fenômeno da interação adsorção-íon dos surfactantes na interface célula-água.A diminuição do cmc dos surfactantes geralmente leva a uma adsorção interfacial mais forte dos surfactantes, o que geralmente resulta em sua elevada toxicidade aguda.Um aumento no comprimento da cadeia hidrofóbica de surfactantes também leva a um aumento na toxicidade aguda do surfactante.A maioria dos AAS são baixos ou não tóxicos para os seres humanos e para o meio ambiente (especialmente para organismos marinhos) e são adequados para uso como ingredientes alimentícios, produtos farmacêuticos e cosméticos.Muitos pesquisadores demonstraram que os surfactantes de aminoácidos são suaves e não irritantes para a pele.Os surfactantes à base de arginina são conhecidos por serem menos tóxicos do que seus equivalentes convencionais.
Brito e outros.estudaram as propriedades físico-químicas e toxicológicas de anfifílicos baseados em aminoácidos e seus [derivados da tirosina (Tyr), hidroxiprolina (Hyp), serina (Ser) e lisina (Lys)] formação espontânea de vesículas catiônicas e forneceram dados sobre sua toxicidade aguda para Daphnia magna (IC 50).Eles sintetizaram vesículas catiônicas de brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB)/derivados de Lys e/ou misturas de derivados de Ser-/Lys e testaram sua ecotoxicidade e potencial hemolítico, mostrando que todos os AAS e suas misturas contendo vesículas eram menos tóxicos que o surfactante convencional DTAB .
Rosa e cols.investigaram a ligação (associação) do DNA a vesículas catiônicas estáveis baseadas em aminoácidos.Ao contrário dos surfactantes catiônicos convencionais, que muitas vezes parecem ser tóxicos, a interação dos surfactantes de aminoácidos catiônicos parece não ser tóxica.O AAS catiônico é baseado em arginina, que forma espontaneamente vesículas estáveis em combinação com certos surfactantes aniônicos.Inibidores de corrosão à base de aminoácidos também são relatados como não tóxicos.Esses surfactantes são facilmente sintetizados com alta pureza (até 99%), baixo custo, facilmente biodegradáveis e completamente solúveis em meio aquoso.Vários estudos mostraram que os surfactantes de aminoácidos contendo enxofre são superiores na inibição da corrosão.
Em um estudo recente, Perinelli et al.relataram um perfil toxicológico satisfatório de ramnolipídios em comparação com surfactantes convencionais.Os ramnolipídios são conhecidos por atuar como intensificadores de permeabilidade.Eles também relataram o efeito dos ramnolipídios na permeabilidade epitelial de drogas macromoleculares.
08 Atividade antimicrobiana
A atividade antimicrobiana dos surfactantes pode ser avaliada pela concentração inibitória mínima.A atividade antimicrobiana de surfactantes à base de arginina foi estudada em detalhes.Verificou-se que bactérias gram-negativas são mais resistentes a surfactantes à base de arginina do que bactérias gram-positivas.A atividade antimicrobiana dos surfactantes geralmente é aumentada pela presença de hidroxila, ciclopropano ou ligações insaturadas nas cadeias acil.Castillo et ai.mostraram que o comprimento das cadeias de acilo e a carga positiva determinam o valor HLB (balanço hidrofílico-lipofílico) da molécula, e estes têm um efeito sobre a sua capacidade de romper as membranas.O éster metílico de Nα-acilarginina é outra classe importante de surfactantes catiônicos com atividade antimicrobiana de amplo espectro e é prontamente biodegradável e tem baixa ou nenhuma toxicidade.Estudos sobre a interação de surfactantes à base de éster metílico de Nα-acilarginina com 1,2-dipalmitoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina e 1,2-ditetradecanoil-sn-propiltrioxil-3-fosforilcolina, membranas modelo e com organismos vivos em a presença ou ausência de barreiras externas mostraram que esta classe de surfactantes tem boa atividade antimicrobiana. Os resultados mostraram que os surfactantes têm boa atividade antibacteriana.
09 Propriedades reológicas
As propriedades reológicas dos surfactantes desempenham um papel muito importante na determinação e previsão de suas aplicações em diferentes indústrias, incluindo alimentos, produtos farmacêuticos, extração de petróleo, cuidados pessoais e produtos para o lar.Muitos estudos têm sido conduzidos para discutir a relação entre a viscoelasticidade de surfactantes de aminoácidos e cmc.
10 Aplicações na indústria cosmética
Os AAS são usados na formulação de muitos produtos de cuidados pessoais.O N-cocoil glicinato de potássio é suave para a pele e é usado na limpeza facial para remover resíduos e maquiagem.O ácido n-acil-L-glutâmico possui dois grupos carboxila, o que o torna mais solúvel em água.Dentre esses AAS, os AAS à base de ácidos graxos C 12 são amplamente utilizados na limpeza facial para remoção de borras e maquiagem.Os AAS com cadeia C 18 são usados como emulsificantes em produtos para cuidados com a pele, e os sais de N-Lauryl alanina são conhecidos por criar espumas cremosas que não irritam a pele e, portanto, podem ser usados na formulação de produtos para cuidados com bebês.Os AAS baseados em N-Lauryl usados em cremes dentais têm boa detergência semelhante ao sabão e forte eficácia inibidora de enzimas.
Nas últimas décadas, a escolha de surfactantes para cosméticos, produtos de higiene pessoal e produtos farmacêuticos tem se concentrado em baixa toxicidade, suavidade, suavidade ao toque e segurança.Os consumidores desses produtos estão cientes da potencial irritação, toxicidade e fatores ambientais.
Hoje, os AAS são usados para formular muitos xampus, tinturas de cabelo e sabonetes de banho devido às suas muitas vantagens sobre seus equivalentes tradicionais em cosméticos e produtos de higiene pessoal.Os surfactantes à base de proteínas têm propriedades desejáveis necessárias para produtos de cuidados pessoais.Alguns AAS têm capacidade de formação de filme, enquanto outros têm boa capacidade de formação de espuma.
Os aminoácidos são importantes fatores hidratantes naturais no estrato córneo.Quando as células epidérmicas morrem, elas passam a fazer parte do estrato córneo e as proteínas intracelulares são gradualmente degradadas em aminoácidos.Esses aminoácidos são então transportados para o estrato córneo, onde absorvem gordura ou substâncias semelhantes à gordura no estrato córneo epidérmico, melhorando assim a elasticidade da superfície da pele.Aproximadamente 50% do fator de hidratação natural da pele é composto por aminoácidos e pirrolidona.
O colágeno, um ingrediente cosmético comum, também contém aminoácidos que mantêm a pele macia.Problemas de pele, como aspereza e opacidade, devem-se em grande parte à falta de aminoácidos.Um estudo mostrou que a mistura de um aminoácido com uma pomada aliviava as queimaduras na pele e as áreas afetadas voltavam ao seu estado normal sem se tornarem cicatrizes quelóides.
Os aminoácidos também são muito úteis para cuidar de cutículas danificadas.Cabelos secos e sem forma podem indicar uma diminuição na concentração de aminoácidos em um estrato córneo severamente danificado.Os aminoácidos têm a capacidade de penetrar na cutícula na haste do cabelo e absorver a umidade da pele.Essa capacidade dos surfactantes à base de aminoácidos os torna muito úteis em xampus, tinturas de cabelo, amaciantes de cabelo, condicionadores de cabelo, e a presença de aminoácidos torna o cabelo forte.
11 Aplicações em cosméticos do dia a dia
Atualmente, há uma demanda crescente por formulações de detergentes à base de aminoácidos em todo o mundo.Os AAS são conhecidos por terem melhor capacidade de limpeza, capacidade de formação de espuma e propriedades de amaciamento de tecidos, o que os torna adequados para detergentes domésticos, xampus, sabonetes líquidos e outras aplicações.Um AAS anfotérico derivado do ácido aspártico é relatado como um detergente altamente eficaz com propriedades quelantes.Verificou-se que a utilização de ingredientes detergentes constituídos por ácidos N-alquil-β-aminoetoxi reduz a irritação da pele.Foi relatado que uma formulação de detergente líquido consistindo em N-cocoil-β-aminopropionato é um detergente eficaz para manchas de óleo em superfícies metálicas.Um surfactante de ácido aminocarboxílico, C 14 CHOHCH 2 NHCH 2 COONa, também demonstrou ter melhor detergência e é usado para limpar tecidos, carpetes, cabelos, vidros, etc. O ácido 2-hidroxi-3-aminopropiônico-N,N- O derivado do ácido acetoacético é conhecido por ter boa capacidade de complexação e, portanto, dá estabilidade aos agentes de branqueamento.
A preparação de formulações de detergente à base de N-(N'-acil-β-alanil)-β-alanina de cadeia longa foi relatada por Keigo e Tatsuya em sua patente para melhor capacidade de lavagem e estabilidade, fácil quebra de espuma e bom amaciamento de tecidos .Kao desenvolveu uma formulação de detergente à base de N-Acil-1-N-hidroxi-β-alanina e relatou baixa irritação da pele, alta resistência à água e alto poder de remoção de manchas.
A empresa japonesa Ajinomoto usa AAS de baixa toxicidade e facilmente degradável à base de ácido L-glutâmico, L-arginina e L-lisina como ingredientes principais em xampus, detergentes e cosméticos (Figura 13).A capacidade dos aditivos enzimáticos em formulações de detergentes para remover incrustações de proteína também foi relatada.N-acil AAS derivados de ácido glutâmico, alanina, metilglicina, serina e ácido aspártico têm sido relatados por seu uso como excelentes detergentes líquidos em soluções aquosas.Esses surfactantes não aumentam a viscosidade, mesmo em temperaturas muito baixas, e podem ser facilmente transferidos do recipiente de armazenamento do dispositivo de formação de espuma para obter espumas homogêneas.
Horário de postagem: 09 de junho de 2022