Οι Ιδιότητες των Αλκυλοπολυγλυκοζιτών

Παρόμοια με τους πολυοξυαιθυλενοαλκυλαιθέρες,αλκυλοπολυγλυκοζίτεςείναι συνήθως τεχνικές επιφανειοδραστικές ουσίες. Παράγονται μέσω διαφορετικών τρόπων σύνθεσης Fischer και αποτελούνται από μια κατανομή ειδών με διαφορετικούς βαθμούς γλυκοζυλίωσης που υποδεικνύεται από μια μέση τιμή n. Αυτή ορίζεται ως η αναλογία της συνολικής μοριακής ποσότητας γλυκόζης προς τη μοριακή ποσότητα λιπαρής αλκοόλης στο αλκυλοπολυγλυκοζίτη, λαμβάνοντας υπόψη το μέσο μοριακό βάρος όταν χρησιμοποιούνται μείγματα λιπαρών αλκοολών. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, οι περισσότεροι αλκυλοπολυγλυκοζίτες που έχουν σημασία για την εφαρμογή τους έχουν μέση τιμή n 1,1-1,7. Ως εκ τούτου, περιέχουν αλκυλομονογλυκοζίτες και αλκυλοδιγλυκοζίτες ως κύρια συστατικά, καθώς και μικρότερες ποσότητες αλκυλοτριγλυκοζιτών, αλκυλοτετραγλυκοζιτών κ.λπ. έως αλκυλοοκταγλυκοζίτες. Εκτός από τα ολιγομερή, υπάρχουν πάντα μικρές ποσότητες (συνήθως 1-2%) λιπαρών αλκοολών που χρησιμοποιούνται στη σύνθεση πολυγλυκόζης και αλάτων, κυρίως λόγω κατάλυσης (1,5-2,5%). Τα στοιχεία υπολογίζονται σε σχέση με την ενεργό ύλη. Ενώ οι πολυοξυαιθυλενοαλκυλαιθέρες ή πολλά άλλα αιθοξυλικά μπορούν να οριστούν με σαφήνεια από μια κατανομή μοριακών βαρών, μια ανάλογη περιγραφή δεν είναι σε καμία περίπτωση επαρκής για τους αλκυλοπολυγλυκοζίτες, επειδή οι διαφορετικοί ισομερισμοί οδηγούν σε μια πολύ πιο σύνθετη γκάμα προϊόντων. Οι διαφορές στις δύο κατηγορίες επιφανειοδραστικών ουσιών οδηγούν σε μάλλον διαφορετικές ιδιότητες που προέρχονται από την ισχυρή αλληλεπίδραση των ομάδων κεφαλής με το νερό και εν μέρει μεταξύ τους.

Η αιθοξυλική ομάδα του πολυοξυαιθυλενοαλκυλαιθέρα αλληλεπιδρά έντονα με το νερό, σχηματίζοντας δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των μορίων οξυγόνου του αιθυλενίου και του νερού, δημιουργώντας έτσι μικκυλιακά κελύφη ενυδάτωσης όπου η δομή του νερού είναι μεγαλύτερη (χαμηλότερη εντροπία και ενθαλπία) από ό,τι στο νερό. Η δομή ενυδάτωσης είναι εξαιρετικά δυναμική. Συνήθως, μεταξύ δύο και τριών μορίων νερού συνδέονται με κάθε ομάδα EO.

Λαμβάνοντας υπόψη τις γλυκοζυλικές κεφαλές με τρεις ΟΗ λειτουργίες για έναν μονογλυκοζίτη ή επτά για έναν διγλυκοζίτη, η συμπεριφορά των αλκυλογλυκοζιτών αναμένεται να είναι πολύ διαφορετική από αυτή των πολυοξυαιθυλενοαλκυλαιθέρων. Εκτός από την ισχυρή αλληλεπίδραση με το νερό, υπάρχουν επίσης δυνάμεις μεταξύ των κεφαλών των επιφανειοδραστικών ουσιών στα μικκύλια καθώς και σε άλλες φάσεις. Ενώ οι συγκρίσιμοι πολυοξυαιθυλενοαλκυλαιθέρες από μόνοι τους είναι υγρά ή στερεά χαμηλής τήξης, οι αλκυλοπολυγλυκοζίτες είναι στερεά υψηλότερης τήξης λόγω των διαμοριακών δεσμών υδρογόνου μεταξύ γειτονικών γλυκοζυλικών ομάδων. Εμφανίζουν διακριτές θερμοτροπικές υγροκρυσταλλικές ιδιότητες, όπως θα συζητηθεί παρακάτω. Οι διαμοριακοί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των κεφαλών ομάδων ευθύνονται επίσης για τη συγκριτικά χαμηλή διαλυτότητά τους στο νερό.

Όσον αφορά την ίδια τη γλυκόζη, η αλληλεπίδραση της γλυκοζυλικής ομάδας με τα περιβάλλοντα μόρια νερού οφείλεται σε εκτεταμένους δεσμούς υδρογόνου. Για τη γλυκόζη, η συγκέντρωση τετραεδρικά διατεταγμένων μορίων νερού είναι υψηλότερη από ό,τι στο νερό μόνο του. Ως εκ τούτου, η γλυκόζη, και πιθανώς και οι αλκυλογλυκοζίτες, μπορούν να ταξινομηθούν ως «κατασκευαστές δομής», μια συμπεριφορά ποιοτικά παρόμοια με αυτή των αιθοξυλικών.

Σε σύγκριση με τη συμπεριφορά του αιθοξυλικού μικκυλίου, η αποτελεσματική διηλεκτρική σταθερά της διεπιφάνειας του αλκυλογλυκοζίτη είναι πολύ υψηλότερη και περισσότερο παρόμοια με αυτή του νερού παρά με αυτή του αιθοξυλικού. Έτσι, η περιοχή γύρω από τις κεφαλές στο μικκύλιο αλκυλογλυκοζίτη είναι υδατοειδής.