Tính chất của Alkyl Polyglucosides

Tương tự như ete alkyl polyoxyethylene,alkyl polyglycosidesthường là chất hoạt động bề mặt kỹ thuật. Chúng được sản xuất thông qua các chế độ tổng hợp Fischer khác nhau và bao gồm sự phân bố các loài với các mức độ glycosid hóa khác nhau, được biểu thị bằng giá trị n trung bình. Giá trị này được định nghĩa là tỷ lệ giữa tổng lượng mol glucose với lượng mol rượu béo trong alkyl polyglucoside, có tính đến trọng lượng phân tử trung bình khi sử dụng hỗn hợp rượu béo. Như đã đề cập, hầu hết các alkyl polyglucoside quan trọng trong ứng dụng đều có giá trị n trung bình từ 1,1-1,7. Do đó, chúng chứa alkyl monoglucosides và alkyl diglucosides là thành phần chính, cũng như một lượng nhỏ hơn các alkyl triglucosides, alkyl tetraglucosides, v.v., cho đến alkyl octaglucosides, bên cạnh các oligomer, một lượng nhỏ (thường là 1-2%) rượu béo được sử dụng trong quá trình tổng hợp polyglucose và các muối, chủ yếu là do xúc tác (1,5-2,5%), luôn có mặt. Các số liệu được tính toán theo hoạt chất. Trong khi polyoxyethylene alkyl ether hoặc nhiều ethoxylate khác có thể được định nghĩa rõ ràng dựa trên phân bố khối lượng phân tử, thì một mô tả tương tự hoàn toàn không đủ cho alkyl polyglucoside vì các đồng phân khác nhau dẫn đến một loạt sản phẩm phức tạp hơn nhiều. Sự khác biệt giữa hai nhóm chất hoạt động bề mặt dẫn đến các tính chất khá khác nhau, bắt nguồn từ sự tương tác mạnh mẽ của các nhóm đầu với nước và một phần với nhau.

Nhóm ethoxylate của polyoxyethylene alkyl ether tương tác mạnh với nước, tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử oxy ethylene và nước, do đó hình thành lớp vỏ hydrat hóa micellar, trong đó cấu trúc của nước lớn hơn (entropy và enthalpy thấp hơn) so với nước khối. Cấu trúc hydrat hóa rất năng động. Thông thường, mỗi nhóm EO liên kết với từ hai đến ba phân tử nước.

Xét đến các nhóm đầu glucosyl với ba chức OH đối với monoglucoside hoặc bảy chức OH đối với diglucoside, hoạt động của alkyl glucoside được dự đoán sẽ rất khác so với hoạt động của polyoxyethylene alkyl ether. Bên cạnh tương tác mạnh với nước, còn có lực giữa các nhóm đầu chất hoạt động bề mặt trong micelle cũng như trong các pha khác. Trong khi các polyoxyethylene alkyl ether tương tự chỉ là chất lỏng hoặc chất rắn có nhiệt độ nóng chảy thấp, thì alkyl polyglucoside là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy cao hơn do liên kết hydro liên phân tử giữa các nhóm glucosyl lân cận. Chúng thể hiện các đặc tính tinh thể lỏng hướng nhiệt riêng biệt, như sẽ được thảo luận dưới đây. Liên kết hydro liên phân tử giữa các nhóm đầu cũng là nguyên nhân khiến chúng tương đối ít tan trong nước.

Đối với bản thân glucose, sự tương tác giữa nhóm glucosyl với các phân tử nước xung quanh là do liên kết hydro mở rộng. Đối với glucose, nồng độ các phân tử nước được sắp xếp theo dạng tứ diện cao hơn so với trong nước đơn thuần. Do đó, glucose, và có lẽ cả alkyl glucoside, có thể được phân loại là "chất tạo cấu trúc", một đặc tính tương tự về mặt định tính với các ethoxylate.

So với hành vi của micelle ethoxylate, hằng số điện môi giao diện hiệu dụng của alkyl glucoside cao hơn nhiều và giống với hằng số điện môi của nước hơn là của ethoxylate. Do đó, vùng xung quanh các nhóm đầu tại micelle alkyl glucoside có cấu trúc giống như nước.