摘要

雙子表面活性劑是一種兩親性表面活性劑，具有（順序）以下特征：烴尾/極性基團(tuán)/間隔基/極性基團(tuán)/烴尾。最近，工業(yè)和學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室都對(duì)雙子座產(chǎn)生了廣泛的興趣。在目前的貢獻(xiàn)中，已經(jīng)合成了兩個(gè)雙子座相關(guān)家族，都是以雙糖海藻糖作為極性間隔基的。其中一個(gè)家族，系列A，是非離子型的，具有酰胺基，將長(zhǎng)鏈與海藻糖間隔基分開。另一個(gè)家族，B系列，具有將長(zhǎng)鏈連接到海藻糖間隔基的季銨離子。研究發(fā)現(xiàn)，盡管存在兩種酰胺和多種羥基，但A系列雙子座是水不溶性的。當(dāng)水合或擠壓時(shí)，這些雙子座在高于其轉(zhuǎn)變溫度（由量熱法測(cè)定）的顯微鏡下形成可見的囊泡和管狀結(jié)構(gòu)。由這些雙子構(gòu)成的不溶性單分子膜具有以糖間隔基為主的界面區(qū)域，盡管分子間鏈/鏈相互作用似乎可以穩(wěn)定膜。因此，A系列雙子的行為在許多方面與磷脂和簡(jiǎn)單的雙鏈表面活性劑的行為相似。這就好像海藻糖不像一個(gè)大而傳統(tǒng)的頭型那樣是一種間隔物。相比之下，陽(yáng)離子B系列雙子是水溶性的，形成的膠束臨界膠束濃度比相應(yīng)的常規(guī)表面活性劑低一個(gè)數(shù)量級(jí)。使用琥珀色*力場(chǎng)的分子模擬解釋了雙子座兩個(gè)家族之間的性質(zhì)差異。A系列是管狀的，因此更喜歡雙層包裝，就像其他兩親分子一樣，頭群的寬度與尾直徑之和相似。B系列雙子座呈錐形，更容易形成球形膠束。這項(xiàng)工作涉及合成、張力測(cè)定、電導(dǎo)、顯微鏡、表面平衡研究、量熱法、光散射和分子建模。在膠體化學(xué)中，一種平衡的觀點(diǎn)不能僅僅通過一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，而只能通過多種方法之間的一致性來(lái)實(shí)現(xiàn)。

介紹

值得探究的是，為什么某些化學(xué)領(lǐng)域，如雙子座表面活性劑，似乎突然獲得了不可抗拒的吸引力。1事實(shí)仍然是，有機(jī)化學(xué)最基本和最持久的目標(biāo)不是生產(chǎn)新化合物本身，而是生產(chǎn)有趣和有用的性質(zhì)。由于雙子表面活性劑已被證明具有多種獨(dú)特的性質(zhì)，1這些化合物已吸引了全世界的關(guān)注。因此，雙子座在護(hù)膚配方、2種抗菌方案、3種高孔隙率材料的制備、4種分析分離、5種增溶過程、6種和抗污染方案中找到了自己的方法。7近100項(xiàng)與雙子座有關(guān)的專利正在生效。

雙子座化學(xué)的發(fā)展不僅僅是一個(gè)新的表面活性劑家族的數(shù)據(jù)積累。這是一種景觀的變化；膠體化學(xué)家思考方式的改變。擺脫了普通常規(guī)表面活性劑的限制，在有機(jī)合成的幫助下，現(xiàn)在可以在一系列多彩的原始兩親分子中自由漫游。

我們寫的雙子座表面活性劑到底是什么？雙子座的排列方式如下所示，而不是像傳統(tǒng)的表面活性劑那樣，將一個(gè)單一的烴尾連接到一個(gè)離子或極性頭基上。

兩個(gè)末端烴尾可以是短的，也可以是長(zhǎng)的；兩個(gè)極性頭基可以是陽(yáng)離子、陰離子或非離子；間隔物可以是短的或長(zhǎng)的、柔性的或剛性的、極性的或非極性的（參見參考文獻(xiàn)1中的方案1）。8-12雙子座不需要圍繞間隔物的中心對(duì)稱布置。13,14顯然，豐富的化合物存在于合成可能性的范圍內(nèi)。

本文研究以海藻糖為間隔基的雙子座（方案1）。A系列由海藻糖組成，其6-和6′-羥基被長(zhǎng)鏈酰胺取代。B系列在6-和6′位置有長(zhǎng)鏈季銨鹽基團(tuán)。我們選擇海藻糖作為糖間隔物并不是隨意的。首先，海藻糖是一種雙糖，允許兩條烴鏈相隔相當(dāng)長(zhǎng)的距離。雙子座中受限的分子內(nèi)鏈/鏈相互作用是一種結(jié)構(gòu)特征，過去僅對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要研究。15秒后，海藻糖（一種從細(xì)菌、藻類、昆蟲和植物等多種自然來(lái)源中分離出來(lái)的糖）可以保護(hù)生物膜免受脫水的壓力。16因此，在生物膜的“細(xì)胞模擬”建模方面，我們對(duì)海藻糖雙子感興趣。17第三，從實(shí)用的角度來(lái)看，海藻糖很有吸引力，因?yàn)樗瑑蓚€(gè)完全相同的D-葡聚糖單元。這簡(jiǎn)化了化合物的合成和分析，與大多數(shù)其他雙糖相比，化學(xué)性質(zhì)不同的羥基數(shù)量減少了一半。但盡管對(duì)稱，合成純海藻糖雙子座的途徑（方案2和方案3）無(wú)疑是隨后物理化學(xué)的一個(gè)乏味的序言。

糖類表面活性劑是眾所周知的，這里的文獻(xiàn)綜述必須簡(jiǎn)潔而模糊。我們通過方案4以某種方式面對(duì)這個(gè)問題。其中說明了過去合成的各種糖表面活性劑，包括雙子表面活性劑。18-26相應(yīng)論文中的參考引文相當(dāng)好地涵蓋了這一主題。據(jù)我們所知，本手稿中考慮的結(jié)構(gòu)是新的，未經(jīng)探索，只有一個(gè)例外：1986年的一項(xiàng)日本專利發(fā)現(xiàn)某些A系列化合物，顯然是通過不同的途徑制備的，對(duì)小鼠埃利希癌具有活性。27