हा लेख मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या प्रतिजैविक यंत्रणेवर लक्ष केंद्रित करतो, जी जीवाणूंना मारण्यात प्रभावी ठरण्याची अपेक्षा आहे आणि नवीन कोरोनाव्हायरसचा प्रसार कमी करण्यात काही मदत देऊ शकते.
सर्फॅक्टंट, जे पृष्ठभाग, सक्रिय आणि एजंट या वाक्यांशांचे आकुंचन आहे. सर्फॅक्टंट्स असे पदार्थ आहेत जे पृष्ठभाग आणि इंटरफेसवर सक्रिय असतात आणि पृष्ठभाग (सीमा) तणाव कमी करण्याची क्षमता आणि कार्यक्षमता खूप जास्त असते, विशिष्ट एकाग्रतेपेक्षा वरच्या सोल्यूशन्समध्ये आण्विकरित्या क्रमबद्ध असेंब्ली तयार करतात आणि अशा प्रकारे अनुप्रयोग कार्यांची श्रेणी असते. सर्फॅक्टंट्समध्ये चांगली पसरण्याची क्षमता, ओलेपणा, इमल्सिफिकेशन क्षमता आणि अँटिस्टॅटिक गुणधर्म असतात आणि ते सूक्ष्म रसायनांच्या क्षेत्रासह अनेक क्षेत्रांच्या विकासासाठी मुख्य सामग्री बनले आहेत आणि प्रक्रिया सुधारण्यात, उर्जेचा वापर कमी करण्यात आणि उत्पादन कार्यक्षमता वाढविण्यात महत्त्वपूर्ण योगदान देतात. . समाजाच्या विकासासह आणि जागतिक औद्योगिक स्तरावरील सतत प्रगतीसह, सर्फॅक्टंट्सचा वापर हळूहळू दैनंदिन वापरातील रसायनांपासून राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेच्या विविध क्षेत्रांमध्ये पसरला आहे, जसे की बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ, अन्न मिश्रित पदार्थ, नवीन ऊर्जा क्षेत्रे, प्रदूषक उपचार आणि बायोफार्मास्युटिकल्स.
पारंपारिक सर्फॅक्टंट हे ध्रुवीय हायड्रोफिलिक गट आणि नॉनपोलर हायड्रोफोबिक गट असलेले "अँफिफिलिक" संयुगे आहेत आणि त्यांची आण्विक रचना आकृती 1(अ) मध्ये दर्शविली आहे.
सध्या, उत्पादन उद्योगात परिष्करण आणि पद्धतशीरीकरणाच्या विकासासह, उत्पादन प्रक्रियेत सर्फॅक्टंट गुणधर्मांची मागणी हळूहळू वाढत आहे, म्हणून उच्च पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांसह आणि विशेष संरचनांसह सर्फॅक्टंट शोधणे आणि विकसित करणे महत्वाचे आहे. जेमिनी सर्फॅक्टंट्सच्या शोधामुळे हे अंतर भरून निघते आणि औद्योगिक उत्पादनाच्या गरजा पूर्ण होतात. सामान्य मिथुन सर्फॅक्टंट हे दोन हायड्रोफिलिक गट (सामान्यत: आयनिक किंवा हायड्रोफिलिक गुणधर्मांसह नॉनिओनिक) आणि दोन हायड्रोफोबिक अल्काइल चेन असलेले संयुग आहे.
आकृती 1(b) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, पारंपारिक सिंगल-चेन सर्फॅक्टंट्सच्या विरूद्ध, मिथुन सर्फॅक्टंट्स दोन हायड्रोफिलिक गटांना लिंकिंग ग्रुपद्वारे (स्पेसर) जोडतात. थोडक्यात, मिथुन सर्फॅक्टंटची रचना चतुराईने पारंपारिक सर्फॅक्टंटच्या दोन हायड्रोफिलिक हेड गटांना जोडणीच्या गटासह जोडून तयार झालेली समजू शकते.
मिथुन सर्फॅक्टंटच्या विशेष संरचनेमुळे त्याच्या पृष्ठभागावर उच्च क्रियाकलाप होतो, ज्याचे मुख्य कारण आहे:
(1) मिथुन सर्फॅक्टंट रेणूच्या दोन हायड्रोफोबिक शेपटीच्या साखळ्यांचा वर्धित हायड्रोफोबिक प्रभाव आणि सर्फॅक्टंटची जलीय द्रावण सोडण्याची वाढलेली प्रवृत्ती.
(२) हायड्रोफिलिक हेड ग्रुप्सची एकमेकांपासून विभक्त होण्याची प्रवृत्ती, विशेषत: इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षणामुळे आयनिक हेड गट, स्पेसरच्या प्रभावामुळे लक्षणीयरीत्या कमकुवत होतात;
(३) मिथुन सर्फॅक्टंट्सची विशेष रचना जलीय द्रावणात त्यांच्या एकत्रीकरणाच्या वर्तनावर परिणाम करते, ज्यामुळे त्यांना अधिक जटिल आणि परिवर्तनीय एकत्रीकरण आकारविज्ञान मिळते.
मिथुन सर्फॅक्टंट्समध्ये पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत उच्च पृष्ठभाग (सीमा) क्रियाकलाप, कमी गंभीर मायकेल एकाग्रता, चांगली ओलेपणा, इमल्सिफिकेशन क्षमता आणि बॅक्टेरियाविरोधी क्षमता असते. म्हणून, सर्फॅक्टंट्सच्या विकासासाठी आणि वापरासाठी जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचा विकास आणि वापर खूप महत्त्वाचा आहे.
पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सची "अँफिफिलिक रचना" त्यांना अद्वितीय पृष्ठभाग गुणधर्म देते. आकृती 1(c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, जेव्हा पारंपारिक सर्फॅक्टंट पाण्यात जोडले जाते, तेव्हा हायड्रोफिलिक हेड गट जलीय द्रावणाच्या आत विरघळतो आणि हायड्रोफोबिक गट पाण्यात सर्फॅक्टंट रेणूचे विघटन रोखतो. या दोन प्रवृत्तींच्या एकत्रित प्रभावाखाली, सर्फॅक्टंट रेणू गॅस-लिक्विड इंटरफेसमध्ये समृद्ध होतात आणि व्यवस्थित व्यवस्था करतात, ज्यामुळे पाण्याचा पृष्ठभाग तणाव कमी होतो. पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सच्या विपरीत, जेमिनी सर्फॅक्टंट हे "डायमर" असतात जे स्पेसर गटांद्वारे पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सला एकमेकांशी जोडतात, ज्यामुळे पाणी आणि तेल/पाणी इंटरफेसियल तणाव अधिक प्रभावीपणे कमी होऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, मिथुन सर्फॅक्टंट्समध्ये कमी गंभीर मायकेल सांद्रता, पाण्याची चांगली विद्राव्यता, इमल्सिफिकेशन, फोमिंग, ओले करणे आणि बॅक्टेरियाविरोधी गुणधर्म असतात.
| मिथुन सर्फॅक्टंट्सचा परिचय 1991 मध्ये, मेंगर आणि लिट्टाऊ [१३] यांनी कठोर लिंकेज ग्रुपसह पहिले bis-alkyl चेन सर्फॅक्टंट तयार केले आणि त्याला "जेमिनी सर्फॅक्टंट" असे नाव दिले. त्याच वर्षी, झाना एट अल [१४] ने प्रथमच क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट जेमिनी सर्फॅक्टंट्सची मालिका तयार केली आणि क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट जेमिनी सर्फॅक्टंट्सच्या या मालिकेच्या गुणधर्मांची पद्धतशीरपणे तपासणी केली. 1996, संशोधकांनी पृष्ठभाग (सीमा) वर्तन, एकत्रीकरण गुणधर्म, सोल्यूशन रिओलॉजी आणि भिन्न मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या फेज वर्तनाचे सामान्यीकरण केले आणि परंपरागत सर्फॅक्टंट्ससह मिश्रित केले. 2002 मध्ये, झाना [१५] यांनी जलीय द्रावणातील मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या एकत्रीकरणाच्या वर्तनावर वेगवेगळ्या लिंकेज ग्रुप्सच्या प्रभावाची तपासणी केली, हे असे कार्य ज्याने सर्फॅक्टंट्सच्या विकासास मोठ्या प्रमाणात प्रगत केले आणि ते खूप महत्त्वाचे होते. नंतर, किउ एट अल [१६] यांनी मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या संश्लेषणासाठी एक नवीन पद्धत शोधून काढली ज्यामध्ये सेटील ब्रोमाइड आणि ४-अमीनो-३,५-डायहायड्रॉक्सीमेथिल-१,२,४-ट्रायझोलवर आधारित विशेष रचना आहेत, ज्यामुळे आणखी समृद्ध झाले. मिथुन सर्फॅक्टंट संश्लेषण. |
चीनमध्ये जेमिनी सर्फॅक्टंट्सवर संशोधन उशिरा सुरू झाले; 1999 मध्ये, फुझो युनिव्हर्सिटीच्या जिआनक्सी झाओ यांनी जेमिनी सर्फॅक्टंट्सवरील परदेशी संशोधनाचा पद्धतशीर आढावा घेतला आणि चीनमधील अनेक संशोधन संस्थांचे लक्ष वेधले. त्यानंतर, चीनमध्ये जेमिनी सर्फॅक्टंट्सवरील संशोधन भरभराटीस येऊ लागले आणि फलदायी परिणाम प्राप्त झाले. अलिकडच्या वर्षांत, संशोधकांनी नवीन मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या विकासासाठी आणि त्यांच्या संबंधित भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांच्या अभ्यासासाठी स्वत: ला वाहून घेतले आहे. त्याच वेळी, जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे अनुप्रयोग निर्जंतुकीकरण आणि बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ, अन्न उत्पादन, डिफोमिंग आणि फोम इनहिबिशन, ड्रग स्लो रिलीझ आणि औद्योगिक साफसफाईच्या क्षेत्रात हळूहळू विकसित केले गेले आहेत. सर्फॅक्टंट रेणूंमधील हायड्रोफिलिक गट चार्ज केलेले आहेत की नाही आणि ते कोणत्या प्रकारचे चार्ज घेतात यावर आधारित, जेमिनी सर्फॅक्टंट्स खालील श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात: कॅटेशनिक, ॲनिओनिक, नॉनिओनिक आणि ॲम्फोटेरिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्स. त्यापैकी, cationic Gemini Surfactants सामान्यतः चतुर्थांश अमोनियम किंवा अमोनियम मीठ जेमिनी Surfactants संदर्भित करतात, anionic Gemini Surfactants मुख्यतः जेमिनी Surfactants संदर्भित करतात ज्यांचे हायड्रोफिलिक गट सल्फोनिक ऍसिड, फॉस्फेट आणि कार्बोक्झिलिक ऍसिड असतात, तर नॉनोनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्स बहुतेक सर्फॅक्टंट्स जेमिनी सर्फॅक्टंट्स असतात.
1.1 Cationic Gemini Surfactants
Cationic Gemini Surfactants जलीय द्रावणात, मुख्यतः अमोनियम आणि चतुर्थांश अमोनियम मीठ जेमिनी सर्फॅक्टंट्समध्ये केशन्स वेगळे करू शकतात. Cationic Gemini Surfactants मध्ये चांगली जैवविघटनक्षमता, मजबूत निर्जंतुकीकरण क्षमता, स्थिर रासायनिक गुणधर्म, कमी विषारीपणा, साधी रचना, सोपे संश्लेषण, सुलभ पृथक्करण आणि शुद्धीकरण तसेच जिवाणूनाशक गुणधर्म, अँटीकॉरोशन, अँटीस्टॅटिक गुणधर्म आणि मऊपणा आहे.
चतुर्थांश अमोनियम मीठ-आधारित जेमिनी सर्फॅक्टंट सामान्यत: अल्किलेशन प्रतिक्रियांद्वारे तृतीयक अमाइनपासून तयार केले जातात. खालीलप्रमाणे दोन मुख्य सिंथेटिक पद्धती आहेत: एक म्हणजे डिब्रोमो-पर्यायी अल्केन्स आणि सिंगल लाँग-चेन अल्काइल डायमिथाइल टर्शरी अमाइनचे क्वाटरनाइझ करणे; दुसरे म्हणजे 1-ब्रोमो-पर्यायी लाँग-चेन अल्केन आणि एन,एन,एन',एन'-टेट्रामेथाइल अल्काइल डायमाइन्सचे निर्जल इथेनॉल विद्रावक आणि हीटिंग रिफ्लक्स म्हणून क्वाटरनाइझ करणे. तथापि, डिब्रोमो-पर्यायी अल्केन अधिक महाग आहेत आणि सामान्यतः दुसऱ्या पद्धतीद्वारे संश्लेषित केले जातात आणि प्रतिक्रिया समीकरण आकृती 2 मध्ये दर्शविले आहे.
1.2 Anionic Gemini Surfactants
ॲनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्स जलीय द्रावणात, मुख्यत: सल्फोनेट्स, सल्फेट लवण, कार्बोक्झिलेट्स आणि फॉस्फेट लवण प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्समध्ये आयनचे पृथक्करण करू शकतात. ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये निर्जंतुकीकरण, फोमिंग, फैलाव, इमल्सिफिकेशन आणि ओले करणे यासारखे चांगले गुणधर्म आहेत आणि ते डिटर्जंट, फोमिंग एजंट, ओले करणारे एजंट, इमल्सिफायर्स आणि डिस्पर्संट म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
१.२.१ सल्फोनेट्स
सल्फोनेट-आधारित बायोसर्फॅक्टंट्समध्ये पाण्याची चांगली विद्राव्यता, चांगली ओलेपणा, चांगले तापमान आणि मीठ प्रतिरोधकता, चांगली डिटर्जेंसी आणि मजबूत विखुरण्याची क्षमता असे फायदे आहेत आणि ते डिटर्जंट, फोमिंग एजंट, ओले करणारे एजंट, इमल्सीफायर्स आणि पेट्रोलियममध्ये विखुरणारे म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, कापड उद्योग आणि दैनंदिन वापरातील रसायने कच्च्या मालाचे तुलनेने विस्तृत स्त्रोत, साध्या उत्पादन प्रक्रिया आणि कमी खर्चामुळे. Li et al ने तीन-चरण प्रतिक्रियेत कच्चा माल म्हणून ट्रायक्लोरामाइन, ॲलिफॅटिक अमाईन आणि टॉरिनचा वापर करून नवीन डायलकाइल डिसल्फोनिक ऍसिड जेमिनी सर्फॅक्टंट्स (2Cn-SCT), एक विशिष्ट सल्फोनेट-प्रकार बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटची मालिका संश्लेषित केली.
1.2.2 सल्फेट लवण
सल्फेट एस्टर सॉल्ट्स डबलट सर्फॅक्टंट्समध्ये अति-कमी पृष्ठभागावरील ताण, उच्च पृष्ठभागाची क्रिया, पाण्याची चांगली विद्राव्यता, कच्च्या मालाचे विस्तृत स्त्रोत आणि तुलनेने साधे संश्लेषण असे फायदे आहेत. यामध्ये धुण्याची चांगली कार्यक्षमता आणि फोमिंग क्षमता, कडक पाण्यात स्थिर कामगिरी आणि सल्फेट एस्टर लवण जलीय द्रावणात तटस्थ किंवा किंचित अल्कधर्मी असतात. आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सन डोंग एट अल यांनी मुख्य कच्चा माल म्हणून लॉरिक ऍसिड आणि पॉलिथिलीन ग्लायकॉलचा वापर केला आणि प्रतिस्थापन, एस्टरिफिकेशन आणि अतिरिक्त प्रतिक्रियांद्वारे सल्फेट एस्टर बॉन्ड जोडले, अशा प्रकारे सल्फेट एस्टर सॉल्ट प्रकार बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट-GA12-S-12 संश्लेषित केले.
1.2.3 कार्बोक्झिलिक ऍसिड लवण
कार्बोक्झिलेट-आधारित जेमिनी सर्फॅक्टंट्स सहसा सौम्य, हिरवे, सहज जैवविघटनशील असतात आणि नैसर्गिक कच्च्या मालाचा समृद्ध स्रोत, उच्च धातूचे चिलटिंग गुणधर्म, चांगले कडक पाणी प्रतिरोधक आणि कॅल्शियम साबण पसरवणे, चांगले फेस आणि ओले करणारे गुणधर्म, आणि मोठ्या प्रमाणावर औषधी उत्पादनांमध्ये वापरले जातात, कापड, सूक्ष्म रसायने आणि इतर क्षेत्रे. कार्बोक्झिलेट-आधारित बायोसर्फॅक्टंट्समध्ये अमाइड गटांचा परिचय सर्फॅक्टंट रेणूंची जैवविघटनक्षमता वाढवू शकतो आणि त्यांना चांगले ओले, पायसीकरण, फैलाव आणि निर्जंतुकीकरण गुणधर्म देखील बनवू शकतो. मेई एट अल यांनी कार्बोक्झिलेट-आधारित बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट CGS-2 संश्लेषित केले ज्यामध्ये अमाइड गटांचा समावेश आहे डोडेसायलेमाइन, डायब्रोमोएथेन आणि सुक्सीनिक एनहाइड्राइड कच्चा माल म्हणून.
१.२.४ फॉस्फेट लवण
फॉस्फेट एस्टर सॉल्ट प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्सची रचना नैसर्गिक फॉस्फोलिपिड्ससारखीच असते आणि ते रिव्हर्स मायसेल्स आणि वेसिकल्स सारख्या रचना तयार करण्यास प्रवण असतात. फॉस्फेट एस्टर सॉल्ट प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्स अँटीस्टॅटिक एजंट्स आणि लॉन्ड्री डिटर्जंट्स म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत, तर त्यांचे उच्च इमल्सिफिकेशन गुणधर्म आणि तुलनेने कमी चिडचिड यामुळे त्यांचा वैयक्तिक त्वचेच्या काळजीमध्ये व्यापक वापर झाला आहे. काही फॉस्फेट एस्टर्स अँटीकॅन्सर, अँटीट्यूमर आणि अँटीबैक्टीरियल असू शकतात आणि डझनभर औषधे विकसित केली गेली आहेत. फॉस्फेट एस्टर सॉल्ट प्रकारच्या बायोसर्फॅक्टंट्समध्ये कीटकनाशकांसाठी उच्च इमल्सीफिकेशन गुणधर्म असतात आणि ते केवळ जीवाणूनाशक आणि कीटकनाशकेच नव्हे तर तणनाशक म्हणून देखील वापरले जाऊ शकतात. झेंग एट अल यांनी P2O5 आणि ऑर्थो-क्वाट-आधारित ऑलिगोमेरिक डायलमधील फॉस्फेट एस्टर सॉल्ट जेमिनी सर्फॅक्टंट्सच्या संश्लेषणाचा अभ्यास केला, ज्यात चांगले ओले प्रभाव, चांगले अँटिस्टॅटिक गुणधर्म आणि सौम्य प्रतिक्रिया परिस्थितीसह तुलनेने सोपी संश्लेषण प्रक्रिया आहे. पोटॅशियम फॉस्फेट सॉल्ट बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटचे आण्विक सूत्र आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे.
१.३ नॉन-आयनिक मिथुन सर्फॅक्टंट्स
Nonionic Gemini Surfactants जलीय द्रावणात विलग होऊ शकत नाहीत आणि आण्विक स्वरूपात अस्तित्वात आहेत. या प्रकारच्या बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटचा आतापर्यंत कमी अभ्यास केला गेला आहे आणि त्याचे दोन प्रकार आहेत, एक म्हणजे साखरेचे व्युत्पन्न आणि दुसरे म्हणजे अल्कोहोल इथर आणि फिनॉल इथर. नॉनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्स सोल्युशनमध्ये आयनिक अवस्थेत अस्तित्वात नाहीत, त्यामुळे त्यांची स्थिरता जास्त असते, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सचा सहज परिणाम होत नाही, इतर प्रकारच्या सर्फॅक्टंट्ससह त्यांची जटिलता चांगली असते आणि चांगली विद्राव्यता असते. म्हणून, नॉनिओनिक सर्फॅक्टंट्समध्ये चांगले डिटर्जेंसी, डिस्पर्सिबिलिटी, इमल्सिफिकेशन, फोमिंग, ओलेपणा, अँटीस्टॅटिक गुणधर्म आणि निर्जंतुकीकरण असे विविध गुणधर्म आहेत आणि ते कीटकनाशके आणि कोटिंग्जसारख्या विविध पैलूंमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकतात. आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, 2004 मध्ये, FitzGerald et al संश्लेषित पॉलीऑक्सीथिलीन आधारित जेमिनी सर्फॅक्टंट्स (nonionic surfactants), ज्याची रचना (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (किंवा GemnEm) म्हणून व्यक्त केली गेली.
02 मिथुन सर्फॅक्टंट्सचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म
2.1 मिथुन सर्फॅक्टंट्सची क्रिया
सर्फॅक्टंट्सच्या पृष्ठभागाच्या क्रियाकलापांचे मूल्यांकन करण्याचा सर्वात सोपा आणि थेट मार्ग म्हणजे त्यांच्या जलीय द्रावणांचे पृष्ठभागावरील ताण मोजणे. तत्वतः, पृष्ठभागावरील (सीमा) समतल (आकृती 1(c)) वर अभिमुख मांडणी करून सर्फॅक्टंट्स द्रावणाचा पृष्ठभाग तणाव कमी करतात. मिथुन सर्फॅक्टंट्सचे क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (CMC) दोन ऑर्डरपेक्षा जास्त परिमाणाने लहान आहे आणि समान संरचना असलेल्या पारंपारिक सर्फॅक्टंटच्या तुलनेत C20 मूल्य लक्षणीयरीत्या कमी आहे. बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट रेणूमध्ये दोन हायड्रोफिलिक गट असतात जे दीर्घ हायड्रोफोबिक लांब साखळी असताना पाण्याची चांगली विद्राव्यता राखण्यास मदत करतात. पाणी/एअर इंटरफेसवर, पारंपारिक सर्फॅक्टंट्स स्पेसियल साइट रेझिस्टन्स इफेक्टमुळे आणि रेणूंमधील एकसंध शुल्काच्या प्रतिकर्षणामुळे सैलपणे व्यवस्थित केले जातात, त्यामुळे पाण्याचा पृष्ठभाग तणाव कमी करण्याची त्यांची क्षमता कमकुवत होते. याउलट, मिथुन सर्फॅक्टंट्सचे जोडणारे गट सहसंयोजितपणे जोडलेले असतात जेणेकरून दोन हायड्रोफिलिक गटांमधील अंतर एका लहान मर्यादेत (पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सच्या हायड्रोफिलिक गटांमधील अंतरापेक्षा खूपच लहान) ठेवले जाते, परिणामी मिथुन सर्फॅक्टंटची अधिक चांगली क्रिया होते. पृष्ठभाग (सीमा).
2.2 मिथुन सर्फॅक्टंट्सची असेंब्ली स्ट्रक्चर
जलीय द्रावणात, बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटची एकाग्रता जसजशी वाढते, तसतसे त्याचे रेणू द्रावणाच्या पृष्ठभागावर संतृप्त होतात, ज्यामुळे इतर रेणू द्रावणाच्या आतील भागात स्थलांतरित होऊन मायसेल्स तयार करतात. ज्या एकाग्रतेने सर्फॅक्टंट मायसेल्स बनण्यास सुरवात करतो त्याला क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (CMC) म्हणतात. आकृती 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, एकाग्रता CMC पेक्षा जास्त झाल्यानंतर, गोलाकार मायसेल तयार करण्यासाठी पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सच्या विपरीत, जेमिनी सर्फॅक्टंट्स त्यांच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांमुळे, रेखीय आणि द्विस्तरीय संरचनांसारख्या विविध मायसेल मॉर्फोलॉजीज तयार करतात. मायकेल आकार, आकार आणि हायड्रेशनमधील फरकांचा थेट परिणाम द्रावणाच्या फेज वर्तनावर आणि rheological गुणधर्मांवर होतो आणि द्रावणाच्या व्हिस्कोइलास्टिकिटीमध्ये बदल देखील होतो. पारंपारिक सर्फॅक्टंट्स, जसे की ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्स (एसडीएस), सहसा गोलाकार मायसेल्स तयार करतात, ज्याचा द्रावणाच्या चिकटपणावर जवळजवळ कोणताही परिणाम होत नाही. तथापि, मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या विशेष संरचनेमुळे अधिक जटिल मायसेल मॉर्फोलॉजी तयार होते आणि त्यांच्या जलीय द्रावणांचे गुणधर्म पारंपारिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा लक्षणीय भिन्न असतात. जेमिनी सर्फॅक्टंट्सच्या जलीय द्रावणाची चिकटपणा मिथुन सर्फॅक्टंट्सच्या वाढत्या एकाग्रतेसह वाढते, कदाचित तयार झालेल्या रेषीय मायसेल्स वेबसारख्या संरचनेत गुंफतात. तथापि, द्रावणाची चिकटपणा वाढत्या सर्फॅक्टंट एकाग्रतेसह कमी होते, बहुधा वेब स्ट्रक्चरच्या व्यत्ययामुळे आणि इतर मायसेल स्ट्रक्चर्सच्या निर्मितीमुळे.
03 मिथुन सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
एक प्रकारचा सेंद्रिय प्रतिजैविक एजंट म्हणून, बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटची प्रतिजैविक यंत्रणा मुख्यतः सूक्ष्मजीवांच्या सेल झिल्लीच्या पृष्ठभागावरील आयनांसह एकत्रित होते किंवा त्यांच्या प्रथिने आणि पेशींच्या पडद्याच्या निर्मितीमध्ये व्यत्यय आणण्यासाठी सल्फहायड्रिल गटांशी प्रतिक्रिया देते, अशा प्रकारे सूक्ष्मजंतूंच्या पेशीसमूहाचा नाश होतो. किंवा सूक्ष्मजीव मारतात.
3.1 एनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
अँटीमाइक्रोबियल ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म मुख्यतः ते असलेल्या प्रतिजैविक घटकांच्या स्वरूपाद्वारे निर्धारित केले जातात. नैसर्गिक लेटेक्सेस आणि कोटिंग्स सारख्या कोलाइडल सोल्युशन्समध्ये, हायड्रोफिलिक साखळ्या पाण्यात विरघळणाऱ्या विखुरलेल्या घटकांना बांधतात, आणि हायड्रोफोबिक साखळ्या दिशात्मक शोषणाद्वारे हायड्रोफोबिक फैलावांना बांधतात, अशा प्रकारे दोन-फेज इंटरफेसचे एका घन आण्विक इंटरफेसियल फिल्ममध्ये रूपांतर होते. या दाट संरक्षणात्मक थरावरील जिवाणू प्रतिबंधक गट जीवाणूंच्या वाढीस प्रतिबंध करतात.
ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बॅक्टेरियाच्या प्रतिबंधाची यंत्रणा कॅशनिक सर्फॅक्टंट्सपेक्षा मूलभूतपणे भिन्न आहे. ॲनिओनिक सर्फॅक्टंट्सचे जिवाणू प्रतिबंध त्यांच्या सोल्युशन सिस्टम आणि प्रतिबंध गटांशी संबंधित आहे, म्हणून या प्रकारचे सर्फॅक्टंट मर्यादित असू शकतात. या प्रकारचे सर्फॅक्टंट पुरेशा प्रमाणात असणे आवश्यक आहे जेणेकरुन चांगले सूक्ष्मजीवनाशक प्रभाव निर्माण करण्यासाठी सर्फॅक्टंट प्रणालीच्या प्रत्येक कोपऱ्यात उपस्थित असेल. त्याच वेळी, या प्रकारच्या सर्फॅक्टंटमध्ये स्थानिकीकरण आणि लक्ष्यीकरणाचा अभाव आहे, ज्यामुळे केवळ अनावश्यक कचराच नाही तर दीर्घ कालावधीसाठी प्रतिकार देखील निर्माण होतो.
उदाहरण म्हणून, अल्काइल सल्फोनेट-आधारित बायोसर्फॅक्टंट्स क्लिनिकल औषधांमध्ये वापरले गेले आहेत. अल्काइल सल्फोनेट्स, जसे की बुसल्फान आणि ट्रेओसल्फान, प्रामुख्याने मायलोप्रोलिफेरेटिव्ह रोगांवर उपचार करतात, ग्वानिन आणि युरियाप्युरिन यांच्यातील क्रॉस-लिंकिंग निर्माण करण्यासाठी कार्य करतात, तर सेल्युलर प्रूफरीडिंगद्वारे या बदलाची दुरुस्ती केली जाऊ शकत नाही, परिणामी अपोप्टोटिक पेशींचा मृत्यू होतो.
3.2 cationic Gemini Surfactants च्या प्रतिजैविक गुणधर्म
विकसित केलेल्या कॅटेशनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचा मुख्य प्रकार म्हणजे क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्स. चतुर्थांश अमोनियम प्रकाराच्या कॅशनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचा मजबूत जीवाणूनाशक प्रभाव असतो कारण चतुर्थांश अमोनियम प्रकारच्या बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट रेणूंमध्ये दोन हायड्रोफोबिक लांब अल्केन साखळी असतात आणि हायड्रोफोबिक साखळी पेशींच्या भिंतीसह हायड्रोफोबिक शोषण तयार करतात (पेप्टिडोग्लायकेन); त्याच वेळी, त्यामध्ये दोन सकारात्मक चार्ज केलेले नायट्रोजन आयन असतात, जे नकारात्मक चार्ज केलेल्या जीवाणूंच्या पृष्ठभागावर सर्फॅक्टंट रेणूंच्या शोषणास प्रोत्साहन देतात आणि प्रवेश आणि प्रसाराद्वारे, हायड्रोफोबिक साखळी बॅक्टेरियाच्या सेल झिल्लीच्या लिपिड थरमध्ये खोलवर प्रवेश करतात, बदलतात. सेल झिल्लीची पारगम्यता, जिवाणू फुटण्यास कारणीभूत ठरते, हायड्रोफिलिक गटांव्यतिरिक्त, प्रथिनांमध्ये खोलवर जाते, ज्यामुळे एंजाइमची क्रिया आणि प्रथिने विकृत होणे, या दोन प्रभावांच्या एकत्रित परिणामामुळे, बुरशीनाशक बनते. मजबूत जीवाणूनाशक प्रभाव.
तथापि, पर्यावरणीय दृष्टिकोनातून, या सर्फॅक्टंटमध्ये हेमोलाइटिक क्रियाकलाप आणि सायटोटॉक्सिसिटी असते आणि जलीय जीवांशी जास्त वेळ संपर्क साधणे आणि जैवविघटन त्यांच्या विषारीपणा वाढवू शकते.
3.3 नॉनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
सध्या नॉनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे दोन प्रकार आहेत, एक साखर व्युत्पन्न आहे आणि दुसरा अल्कोहोल इथर आणि फिनॉल इथर आहे.
साखर-व्युत्पन्न बायोसर्फॅक्टंट्सची अँटीबैक्टीरियल यंत्रणा रेणूंच्या आत्मीयतेवर आधारित आहे आणि साखर-व्युत्पन्न सर्फॅक्टंट सेल झिल्लीला बांधू शकतात, ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात फॉस्फोलिपिड्स असतात. जेव्हा साखर डेरिव्हेटिव्ह सर्फॅक्टंट्सची एकाग्रता एका विशिष्ट स्तरावर पोहोचते तेव्हा ते सेल झिल्लीची पारगम्यता बदलते, छिद्र आणि आयन चॅनेल तयार करते, ज्यामुळे पोषक आणि गॅस एक्सचेंजच्या वाहतुकीवर परिणाम होतो, ज्यामुळे सामग्रीचा प्रवाह बाहेर पडतो आणि शेवटी मृत्यू होतो. जीवाणू
फिनोलिक आणि अल्कोहोलिक इथर प्रतिजैविक एजंट्सची प्रतिजैविक यंत्रणा सेल भिंत किंवा सेल झिल्ली आणि एन्झाईम्सवर कार्य करते, चयापचय कार्ये अवरोधित करते आणि पुनरुत्पादक कार्यांमध्ये व्यत्यय आणते. उदाहरणार्थ, डिफेनिल इथरची प्रतिजैविक औषधे आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह्ज (फिनॉल) जिवाणू किंवा विषाणूजन्य पेशींमध्ये बुडविले जातात आणि सेल भिंत आणि पेशीच्या पडद्याद्वारे कार्य करतात, न्यूक्लिक ॲसिड आणि प्रथिने यांच्या संश्लेषणाशी संबंधित एन्झाईम्सची क्रिया आणि कार्य प्रतिबंधित करतात, ज्यामुळे ते मर्यादित होते. बॅक्टेरियाची वाढ आणि पुनरुत्पादन. हे बॅक्टेरियामधील एन्झाईम्सचे चयापचय आणि श्वसन कार्य देखील अर्धांगवायू करते, जे नंतर अयशस्वी होते.
3.4 एम्फोटेरिक मिथुन सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
Amphoteric Gemini Surfactants हा सर्फॅक्टंटचा एक वर्ग आहे ज्यांच्या आण्विक रचनेत cations आणि anions दोन्ही असतात, ते जलीय द्रावणात ionize करू शकतात आणि एका मध्यम स्थितीत anionic surfactants आणि दुसऱ्या मध्यम स्थितीत cationic surfactants चे गुणधर्म प्रदर्शित करतात. एम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्सच्या जिवाणू प्रतिबंधाची यंत्रणा अनिर्णित आहे, परंतु सामान्यतः असे मानले जाते की प्रतिबंध क्वाटरनरी अमोनियम सर्फॅक्टंट्ससारखेच असू शकते, जेथे सर्फॅक्टंट नकारात्मक चार्ज केलेल्या बॅक्टेरियाच्या पृष्ठभागावर सहजपणे शोषले जाते आणि बॅक्टेरियाच्या चयापचयात हस्तक्षेप करते.
3.4.1 एमिनो ऍसिड जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
अमिनो ॲसिड प्रकार बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट हे दोन अमीनो ॲसिड्सचे बनलेले एक कॅशनिक ॲम्फोटेरिक बॅरिओनिक सर्फॅक्टंट आहे, म्हणून त्याची प्रतिजैविक यंत्रणा चतुर्थांश अमोनियम सॉल्ट प्रकारच्या बॅरिओनिक सर्फॅक्टंटशी अधिक समान आहे. इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवादामुळे सर्फॅक्टंटचा सकारात्मक चार्ज केलेला भाग बॅक्टेरिया किंवा विषाणूच्या पृष्ठभागाच्या नकारात्मक चार्ज केलेल्या भागाकडे आकर्षित होतो आणि त्यानंतर हायड्रोफोबिक साखळ्या लिपिड बायलेयरला बांधतात, ज्यामुळे सेल सामग्रीचा प्रवाह होतो आणि मृत्यू होईपर्यंत लिसिस होतो. चतुर्थांश अमोनियम-आधारित जेमिनी सर्फॅक्टंट्सपेक्षा त्याचे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत: सुलभ बायोडिग्रेडेबिलिटी, कमी हेमोलाइटिक क्रियाकलाप आणि कमी विषारीपणा, म्हणून ते त्याच्या वापरासाठी विकसित केले जात आहे आणि त्याच्या अनुप्रयोगाचे क्षेत्र विस्तारित केले जात आहे.
3.4.2 नॉन-अमीनो ऍसिड प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे प्रतिजैविक गुणधर्म
नॉन-अमिनो आम्ल प्रकारातील एम्फोटेरिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्समध्ये पृष्ठभागावर सक्रिय आण्विक अवशेष असतात ज्यामध्ये नॉन-आयनीकरण करण्यायोग्य सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केंद्रे असतात. मुख्य नॉन-अमिनो आम्ल प्रकार जेमिनी सर्फॅक्टंट्स बेटेन, इमिडाझोलिन आणि अमाइन ऑक्साईड आहेत. बेटेन प्रकाराचे उदाहरण घेतल्यास, बेटेन-टाईप एम्फोटेरिक सर्फॅक्टंट्सच्या रेणूंमध्ये ॲनिओनिक आणि कॅशनिक दोन्ही गट असतात, ज्यावर अजैविक क्षारांचा सहज परिणाम होत नाही आणि आम्लीय आणि अल्कधर्मी अशा दोन्ही द्रावणांमध्ये सर्फॅक्टंट प्रभाव पडतो आणि कॅशनिक मिथुन सर्फॅक्टंट्सची प्रतिजैविक यंत्रणा आहे. अम्लीय द्रावणात आणि क्षारीय द्रावणात ॲनिओनिक जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे अनुसरण केले जाते. यात इतर प्रकारच्या सर्फॅक्टंट्ससह उत्कृष्ट कंपाऊंडिंग कार्यक्षमता देखील आहे.
04 निष्कर्ष आणि दृष्टीकोन
मिथुन सर्फॅक्टंट्स त्यांच्या विशेष संरचनेमुळे जीवनात वाढत्या प्रमाणात वापरल्या जात आहेत आणि ते बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ नसबंदी, अन्न उत्पादन, डिफोमिंग आणि फोम इनहिबिशन, ड्रग स्लो रिलीझ आणि औद्योगिक साफसफाईच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. हरित पर्यावरण संरक्षणाच्या वाढत्या मागणीसह, जेमिनी सर्फॅक्टंट्स हळूहळू पर्यावरणास अनुकूल आणि मल्टीफंक्शनल सर्फॅक्टंट म्हणून विकसित केले जातात. मिथुन सर्फॅक्टंट्सवरील भविष्यातील संशोधन पुढील बाबींमध्ये केले जाऊ शकते: विशेष संरचना आणि कार्यांसह नवीन मिथुन सर्फॅक्टंट विकसित करणे, विशेषत: बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि विषाणूविरोधी संशोधन मजबूत करणे; चांगल्या कार्यक्षमतेसह उत्पादने तयार करण्यासाठी सामान्य सर्फॅक्टंट्स किंवा ॲडिटीव्हसह मिश्रित करणे; आणि पर्यावरणास अनुकूल जेमिनी सर्फॅक्टंट्सचे संश्लेषण करण्यासाठी स्वस्त आणि सहज उपलब्ध कच्चा माल वापरणे.
पोस्ट वेळ: मार्च-25-2022