WYKŁAD 5
6.
Związki powierzchniowo-czynne; tenzydy
Substancje powierzchniowo-czynne (tenzydy) obniżają
napięcie powierzchniowe i przez to mają dobre
właściwości myjące, zwilżające, dyspergujące, piorące,
pianotwórcze i solubilizujące. Są stosowane w chemii
gospodarczej, kosmetyce i farmacji.
Tenzydy można podzielić na tenzydy anionowe, kationowe
i amfolityczne.
Tenzydy anionowe wywodzą się z mydeł R-COO-M
+
, soli
estrów kwasu siarkowego alkoholami tłuszczowymi R-O-
SO
3
-M
+
oraz soli kwasów alkilosulfonowych R-SO
3
-M
+
(gdzie R – reszta kwasu tłuszczowego, a M – metal).
Tenzydy kationowe opisują wzory CXXXIX i CXL, w których R -
reszta kwasu tłuszczowego:
R - alkilowa reszta t³uszczowa; Z=H lub grupa hydroksyalkilowa;
R
1
, R
2
- grupa metylowa, etylowa, (CH
2
CH
2
O)
n
H, benzylowa;
X - chlorowiec
N
CXXXIX
R
1
R
Z
R
2
+
X
-
N
R
+
X
-
CXL
Tenzydy anionowe po dysocjacji zawierają fragment lipofilowy przy
anionie a w przypadku tenzydów kationowych pozostaje on przy
kationie. Tenzydy amfolityczne (CXLI i CXLII) są solami
wewnętrznymi. Są to związki zawierające reszty betainy (CXLI) lub
alkilobetainy (CXLII). Te tenzydy w zależności od pH mają charakter
anionowy w środowisku zasadowym a kationowy w środowisku
kwaśnym.
Budowa amfotenzydów
R - alkilowa reszta t³uszczowa
CXLI
CXLII
R-NH
2
-(CH
2
)
n
-COO
-
R
O
H
N
(CH
2
)
n
N
+
O
O
-
Budowa amfotenzydów
R - alkilowa reszta t³uszczowa
CXLI
CXLII
R-NH
2
-(CH
2
)
n
-COO
-
R
O
H
N
(CH
2
)
n
N
+
O
O
-
W tenzydach niejonowych fragment hydrofilowy cząsteczki w
roztworze wodnym jest niezjonizowany, który łączy się z
cząsteczkami wody wiązaniami wodorowymi.
Zastosowanie tenzydów w kosmetyce jest wielorakie.
Amfotenzydy maja dobre właściwości pieniące i myjące i są
głównie używane w szamponach.
Tenzydy niejonogenne są przede wszystkim
emulgatorami, mogą też pełnić funkcje solubilizatorów,
dyspergatorów lub czynników natłuszczających. Są stosowane
jako komponenty myjące do pielęgnacji ciała i włosów.
Tenzydy kationowe są stosowane jako składniki o
działaniu przeciwdrobnoustrojowym w dezodorantach i
preparatach do higieny jamy ustnej. Ponadto ze względu na
właściwości antystatyczne są często składnikami preparatów
do pielęgnacji włosów.
Tenzydy anionowe są używane jako mydła, detergenty i
emulgatory.
Oczyszczanie skóry wodą jest
mało efektywne, ponieważ skóra
jest słabo zwilżalna samą wodą.
Największe znaczenie mają
tenzydy anionowe. Stosuje się
głównie aniony z prostymi
łańcuchami węglowodorowymi,
bo rozgałęzione łańcuchy nie są
degradowane (aspekty
ekologiczne). Przekroczenie
progowego stężenia tenzydu jest
istotne, bo tylko powyżej
pewnego stężenia powstają
micele.
CRITICAL MICELLAR
CONCENTRATION
CMC
6.1.
Mydła
Mydła są to sole wyższych kwasów tłuszczowych o ogólnym wzorze
CXLIII.
CH
3
(CH
2
)
9
-
15
CH
2
O
O
-
M
+
CXLIII
Reszty kwasów tłuszczowych zawierają 12-18-węglowe łańcuchy. Są
to kwasy: palmitynowy, stearynowy, oleinowy, laurynowy i
mistynowy. W pudrach stosuje się sole Ca, Mg, Zn i Al., natomiast
mydła to sole Na, K (szare mydła maziste) i Ca. Mydła otrzymuje się
przez alkaliczną hydrolizę tłuszczów zwierzęcych (łoje wieprzowe i
wołowe) i roślinnych (olej kokosowy, palmiany, arachidowy,
oliwkowy, lniany, sojowy, rzepakowy, z nasion bawełny). Po
hydrolizie i zobojętnieniu tłuszczów zawartość soli w roztworze
wynosi 60-65%wag. Roztwór taki zagęszcza się do zawartości 75-
83% soli. Składniki dobiera się tak, aby t.t. była nie niższa niż 44°C.
roztwory wodne mydeł mają pH 9-11 i alkalizują skórę, której
naturalne pH wynosi 5-6. Skóra dzięki właściwościom buforującym
przywraca swoje pH po ok. 20 minutach. Sole amoniowe mają niższą
wartość pH (8). Używane są głównie sole trietyloamoniowe. Sole
wapniowe są trudnorozpuszczalne.
6.2.
Detergenty anionowe
Detergenty anionowe z kationami wapnia i magnezu nie tworzą
osadów nierozpuszczalnych w wodzie (w odróżnieniu od mydeł).
Ponadto nie zmieniają one pH skóry. Mają silniejsze właściwości
odtłuszczające w porównaniu z mydłami, dlatego nie nadają się do
cery suchej.
Sole peptydów acylowanych kwasami tłuszczowymi
CXLIV (R –
fragment peptydowy) są otrzymywane w reakcji acylacji
hydrolizatów białkowych za pomocą chlorków kwasów tłuszczowych i
zobojętnieniu zasadami nieorganicznymi lub trietyloaminą. Łańcuchy
peptydowe mają masę 350-2000 D. Są to najlepsze mydła do skóry
delikatnej, bo nie działają odtłuszczająco i mają pH ok.8. Mydła takie
mogą zawierać nawet hydrolizaty białkowe, działające osłaniająco na
skórę dzięki ich powinowactwu do keratyny (Nutrilan, Collage CLR,
Protein CAA to nazwy hydrolizatów kolagenowych, a Protein HKP –
keratyny).
CH
3
(CH
2
)
n
CH
2
CXLIV
O
H
N
R
n
COO
-
Na
+
, K
+
, HN
+
(CH
2
CH
2
OH)
3
Aminokwasy acylowane kwasami tłuszczowymi CXLV i CXLVI
to są
właściwie mydła w których w łańcuch węglowy kwasu tłuszczowego
jest wbudowany mostek karbamoilowy. Do detergentów o budowie
arylowanych aminokwasów zaliczają się pochodne sarkozyny
(CXLIV) i kwasu glutaminowego (CXLV). Detergenty sarkozynowe są
stosowane w pastach do zębów, bo sarkozynie przypisuje się
aktywność przeciwpróchniczą. Detergent CXLV ma dodatkową
wolną grupę karboksylową, która nadaje mu charakter kwaśny (pH
5-7), przez co w ogóle nie działa drażniąco na błony śluzowe. W
kosmetyce stosuje się pochodną, w której R pochodzi od kwasów
tłuszczowych pochodzących z hydrolizy olejów kokosowych.
R
O
N
O
O
-
H
3
C
Na
+
, HN
+
(CH
2
CH
2
OH)
3
CXLV
Detergenty sarkozydowe
HN
+
(CH
2
CH
2
OH)
3
Sól trietyloamoniowa kwasu
N-acyloglutaminowego
HO
O
NH
O
R
O
-
O
CXLVI
Sole alkilosiarczanowe (CXLVII)
zawierają reszty R pochodzące
najczęściej z surowców naturalnych. Detergenty akilosiarczanowe
działają skutecznie w całym zakresie pH, doskonale pienią się. Są
używane w szamponach, płynach do kąpieli i pielęgnacji jamy ustnej
i zębów. Najczęściej stosowany jest laurylan sodu (CXLVII). Alkohol
laurylowy jest zwykle pochodzenia naturalnego i zawiera zawsze
domieszkę innych kwasów tłuszczowych. Większość
długołańcuchowych alkoholi używanych do produkcji detergentów
otrzymuje się syntetycznie z etylenu otrzymując nierozgałęzione
łańcuchy.
R
O
S
O
-
O O
M
+
M
+
= Na
+
, Mg
++
, NH
4
+
, H
3
N(CH
2
CH
2
OH)
+
,
H
2
N(CH
2
CH
2
OH)
2
+
,HN(CH
2
CH
2
OH)
3
+
,
R - alkilowa reszta t³uszczowa
CXLVII
H
3
C
OH
H
2
SO
4
H
3
C
O
SO
3
-
Na
+
H
3
C
O
SO
3
H
NaOH
CXLVIII
Sole oksyetylenowanych siarczanów (CIL)
zawierają oprócz reszty
kwasu tłuszczowego R dodatkowo łańcuch polioksometylenowy. Te
tenzydy są dobrze tolerowane przez skórę, są niewrażliwe na twardą
wodę i łątwo podlegają biodegradacji. Są stosowane w szamponach,
płynach do kąpieli i płynnych mydłach. W zależności od długości
łańcuchów i rodzaju kationu mają wiele nazw (Texapone, Rewopole,
Elfan NS, Genopole, Zetesole, sodium (laureth-n, myreth-n…)
sulfate).
CIL
R O
(CH
2
CH
2
O)
n
CH
2
CH
2
O SO
3
-
M
+
M
+
= Na
+
, Mg
++
, NH
4
+
, HN(CH
2
CH
2
OH)
3
+
,
R - ³añcuch alkilowy (C
4
- C
10
); n = 2 - 5
Sole p-alkiloarylosulfonianów (CL) otrzymuje się przez
sulfonowanie alkilobenzenów. Sole sodowe i trietyloamoniowe
stosuje się do mycia skóry przetłuszczającej się i w chemii
gospodarczej.
CL
M
+
= Na
+
, HN(CH
2
CH
2
OH)
3
+
,
n = 8 - 11
H
3
C(H
2
C)
n
SO
3
-
M
+
Większe znaczenie mają
alkilosulfoniany
. Pochodne kwasu
sulfobursztynowego mogą być używane jako monoestry (CLI) lub
diestry. Monoestry występują pod wieloma nazwami (Schercopol,
Rewopol SB, Marlinate, Rewoderm S 1333) i są stosowane nawet w
preparatach dla dzieci. Monoestry CLIc zawierają oksyetylenowane
alkohole tłuszczu owczej wełny (Rewolan 5).
O
O
-
O
O
R
SO
3
-
(H
2
CH
2
CO)n
O
-
O
O
SO
3
-
O
O
-
O
O
(OH
2
CH
2
C)
SO
3
-
2Na
+
CLIa
CLIb
CLIc
H
N
R
O
2Na
+
R
n
2Na
+
Detergenty
taurydowe
(CLI) są solami sulfonowanej tauryny.
Jest to doskonały środek pianotwórczy, więc jest stosowany w
płynach do kąpieli i w szamponach (Hostapony).
+
H
3
N
SO
3
-
Tauryna
N
SO
3
-
R
O
X
Na
+
Taurydy (X=H),
N-metylotaurydy (X=CH
3
)
R- alkilowa reszta t³uszczowa
CLII
Laurylosulfonian
sodu (CLIII) jest stosowany do mycia skóry
wrażliwej na mydło, bo jego roztwory mają odczyn obojętny.
Spośród innych pochodnych sulfonowych należy wymienić olej
turecki, który jest mieszaniną powstającą podczas sulfonowania
oleju rycynowego, którego głównym składnikiem są trójglicerydy
kwasu rycynolowego (monohydroksylowy, nienasycony kwas
C18).
CLIII
H
3
C
O
SO
3
Na
O
CLIII
H
3
C
O
SO
3
Na
O
Większość sulfonianów jest otrzymywana
syntetycznie. Są to sulfoniany -
olefinowe (SAO).
Detergenty SAO
powstają w procesie sulfonowania za
pomocą trójtlenku siarki węglowodorów
olefinowych o 12- i 14-węglach w
łańcuchu, powstających w polimeryzacji
etylenu lub krakingu. Produkt finalny
zawiera mono- i disulfoniany
hydroksyalkilowe i alkenowe w
proporcjach 1:3:7.
6.3.
Detergenty amfotenzydowe
Równowagi w roztworach amfotenzydów (CLIV) są zależne
od pH:
R NH
2
+
(CH
2
)
n
COOH
R NH
2
+
(CH
2
)
n
COO
-
R NH(CH
2
)
n
COO
-
OH
-
H
+
R NH(CH
2
)
n
COOH
CLIV
W roztworach kwaśnych amfotenzyd występuje w postaci
kationowej a w roztworach – w postaci anionu. W punkcie
izoelektrycznym dominuje postać soli wewnętrznej. Sól
wewnetrzna (zwitter-ion) jest źle rozpuszczalna w wodzie. Inna
grupa tenzydów wywodzi się z betainy. Te tenzydy (CLV)
występują w postaci kationowej:
N
+
R
CH
3
CH
3
CH
2
COO
-
N
+
R
CH
3
CH
3
CH
2
COOH
CLIV
H
+
W kosmetyce wykorzystuje się głównie
amfotenzydy
pochodzące od kwasu -aminopropionowego
. Pochodne
takie uzyskuje się w reakcji aminy z kwasem
akrylowym, otrzymując w zależności od ilości kwasu
mono- (CLVa) albo dipropionowe (CLVb) Deriphate)
pochodne:
CLVa
R NH
2
+ H
2
C
O
OH
R NH
O
-
O
M
+
R N
O
-
O
-
O
O
2M
+
CLVb
Amfotenzydy betainowe (alkilobetainowe, CLVI i
alkiloamidobetainowe, CLVII)
otrzymuje się z amin według
schematów przedstawionych poniżej:
CLVI
CLVII
N
CH
3
R
CH
3
+ Cl
O
ONa
N
CH
3
R
CH
3
O
O
-
+
H
2
N
N
CH
3
CH
3
+
R
OH
O
- H
2
O
HN
N
CH
3
CH
3
R
O
+
- NaCl
ONa
O
Cl
HN
N
CH
3
CH
3
R
O
O
O
-
+
Detergenty betainowe mają dobre właściwości myjące i
pianotwórcze, natłuszczające i dodatkowo przeciwbakteryjne.
Są one składnikami szamponów, mydeł płynnych, płynów do
kąpieli i preparatów do pilegnacji niemowlat (Rewoteric,
Dehytone, Schercotaine, Elfan A, Tego-Betaine).
Szczególny typ amoftenzydów stanowią
alkiloamfoglicyniany
(CLVIII).
Są one szczególnie odporne na kwaśne środowisko,
niewrażliwe na twardą wodę i nie daja niezgodności z tenzydami
anionowymi, kationowymi, ani niejonogennymi. Są
wykorzystywane jako środki myjące i pianotwórcze, ś®odki
zwilżające i emulgatory.
CLVIIIa
+
R
OH
O
- H
2
O
H
2
N
NH
OH
N
N
R
OH
Cl
ONa
O
Cl
ONa
O
+ H
2
O
N
HN
OH
O
R
O
O
-
+
N
HN
O
R
O
O
+
OH
O
O
-
N
N
R
OH
O
O
+
CLVIIIb
CLVIIIc
Pochodne
sulfobetainy
są analogami alkilobetain w których
zamiast grupy COO- występuje grupa SO3‑ (CLIX).
Dodatkowo do podstawnika alkilosulfonowego może być
wprowadzona grupa hydroksylowa (CLXI).Najczęściej
wykorzystywana jest laurylosulfobetaina (CLIX; R =
C12H25), a wśród hydroksyalkilosulfobetain –
cocamidopropyl hydroxysulfanide (CLXI, gdzie R – reszty
kwasów tłuszczowych z oleju kokosowego)
N
CH
3
R
CH
3
+
S
O
O
N
CH
3
R
CH
3
SO
3
-
+
CLX
RCONH(CH
2
)
3
N
CH
3
CH
3
CH
2
CHCH
2
OH
SO
3
-
CLXI
6.4.
Detergenty niejonogenne
N-tlenki amin tłuszczowych
(CLXII) powstają w reakcjach
nadtlenku wodoru z N,N-dimetyloaminami tłuszczowymi. Mają
charakter soli wewnętrznych, które w środowisku kwaśnym
łatwo przułączają kation wodorowy przechodząc w postać
kationową. Są dobrze rozpuszczalne w wodzie i są podatne na
proces biodegradacji. W środowisku kwaśnym wykazują
powinowactwo do keratyny skóry i włosów oraz mają
właściwości antystatyczne. Są wykorzystywane w produkcji
szamponów.
N
CH
3
R
CH
3
O
N
CH
3
R
CH
3
N
CH
3
R
CH
3
O
-
OH
+
+
CLXII
pH>7
pH<7
Tenzydy cukrowe
(CLXIII) są niejonogennymi tenzydami
tworzonymi na bazie cukrów prostych (glukoza) i dwucukrów
(sacharoza, maltoza). Są to glikozydy z alkoholami
tłuszczowymi lub estry z kwasami tłuszczowymi. Są dobrze
tolerowane i łatwo degradowane.
CLXIII
O
H
O
H
HO
H
H
OH
H
Z
OH
(CH
2
)
n
CH
3
R
Alkiloglukozydy Z = O; n = 7-11, R = H
Alkilomaltozydy Z = O, n = 7-11, R =
O
H
HO
H
HO
H
H
OH
H
OH
Alkilotioglukozydy Z = S, n = 6,7, R = H
Alkiloglukozydy (np. Tryton CG-110) są składnikami
mydeł i płynów do kąpieli. Tioglikozydy są używane do badań
biologicznych i biochemicznych.
Kosmetyczne tenzydy cukrowe o budowie estrowej
otrzymuje się przez transestryfikację glukozy lub laktozy za
pomocą estrów metylowych kwasów tłuszczowych
(laurylowego, mirystynowego, palmitynowego,
stearynowego, oleinowego, rycynolowego). Rozpuszczalność
estryfikowanych cukrów zależy od liczby reszt kwasowych.
Np. monoestry tłuszczowe (C12-C18) sacharozy są
rozpuszczalne w wodzie, a diestry już nie.
Estry kwasów tłuszczowych są w kosmetyce
stosowane jako środki myjące i emulgatory. Wartość indeksu
HLB wynosi 3-15, a ich właściwości emulgujące modyfikuje
się przez oksyetylenowanie wolnych grup OH
(hydroksylowych).
Kopolimery EO/PO (poloksamery)
są
syntetycznymi polimerami glikolu
etylenowego lub propylenowego (CLXIV).
Wytwarza się je poprzez addycję tlenku
etylenu i tlenku propylenu do glikolu. W
rezultacie powstaje polimer o budowie
blokowej (na przemian fragment PPG
(polimer polipropylenowy, hydrofobowy) i
PEG (polimer polietylenowy, hydrofilowy) o
ilościach PPG i PEG ściśle zadanych. Dzięki
temu można otrzymać tenzydy o wartości
HLB pomiędzy 1 i 30.
Poloksamery są trwałe chemicznie w szerokim
zakresie pH, mało toksyczne (LD50 dla królika
wynosi 15.4 g/kg). Dlatego poloksamery są
stosowane w preparatach do mycia twarzy i
jamy ustnej jako dyspergenty i emulgatory.
Mogą też być czynnikami zagęszczającymi, bo
w środowisku wodnym tworzą przezroczyste
żele.
HO(CH
2
CH
2
O)
x
(CHCH
2
O)
y
(CH
2
CH
2
O)
z
H
CH
3
CLXIV Poloksamer
6.5.
Tenzydy kationowe
Tenzydy kationowe mają budowę soli amin IV-rzędowych
(alifatycznych - CLXV i aromatycznych - CLXVI).
CLXV
CLXVI
N
R
2
C
R
CH
3
R
1
H
H
+
X
-
R N +
X
-
R
1
= H, C
6
H
5
; R
2
= CH
3
R = R
3
CoNH(CH
2
)
2
,
3
; R
1
= H, CH
3
; R
2
= CH
3
, C
2
H
5
R, R
3
= reszta alkil
owa (C
8
- C
18
)
X
-
= Cl
-
, Br
-
, CH
3
SO
4
-
X
-
= Cl
-
, Br
-
;
R = alkil
owa reszta t³u
szczowa
Zastosowanie tenzydów kationowych jest inne
niż anionowych, niejonogennych i
amfotenzydów, które są używane jako środki
myjące i emulgatory. Tenzydy kationowe mają
właściwości pianotwórcze i myjące. Są jednak
wykorzystywane jako środki konserwujące
(tam są omówione), dezynfekujące i
antystatyczne.
Ich właściwości antystatyczne są związane z
ich powinowactwem do keratyny; tworzą na
niej warstwę hydrofilową, która jest zdolna do
odprowadzania ładunków dodatnich
powstających podczas pocierania.
Przykłady tenzydów kationowych:
Największą grupę tenzydów kationowych stanowią pochodne CLXV
(nazwy techniczne: Genamine, Hyamine, Arquads, Schercoquats,
Dehyquarte) oraz inne związki, które mają podstawniki
oksymetylenowane (Genami KS 5 – jest to chlorek PEG-
stearamoniowy). Bardziej tolerowane przez skórę są tenzydy –
pochodne CLXV z grupami N-acylowymi, jak CLXVII (
sapaminy
).
Etylowanie sapamin prowadzi do tenzydu kationowego CLXVI. W
kosmetyce tenzydy sapaminowe są stosowane w preparatach do
pielęgnacji włosów i jako emulgatory. Taką budowę ma Lanoquatm
który jest dobrze tolerowany przez skórę, ma aktywność
przeciwdrobnoustrojową i nadaje skórze elastyczność i gładkość. Jest
stosowany w artykułach do pielęgnacji włosów, preparatach po
goleniu i płynach do kąpieli.
CLXV
R
H
N
N
CH
3
O
CH
3
CLXVI
R
H
N
N
O
CH
3
CH
3
CH
3
+
H
3
C
O
SO
2
O
-
Spośród soli pirydynowych w kosmetyce wykorzystywany jest
chlorek steapyriniowy
(CLXVII, quaterium-7, Emcol E-607S). Jest
on stosunkowo mało drażniący i w połączeniu z tenzydami
betainowymi bywa używany w szamponach.
H
3
C
O
NH
O
N
O
+
Cl
-
CLXVII Chlorek steapyriniowy
6.5.
Emulgatory kosmetyczne
W grupie
emulgatorów naturalnych
należy wymienić:
steroidy, tłuszcze
owczej wełny, wosk pszczeli i lecytyny
.
Kwas cholowy
(występuje w żółci ssaków, CLXVIII) jest
rozpuszczalny w alkoholu i jest używany jako emulgator w
układach woda/alkohol w preparatach do pielęgnacji
włosów i twarzy (w postaci soli jest emulgatorem
anionowym).
Fitosterole (powszechne w świecie roślin) są jednak
pozyskiwane z niezmydlającej się frakcji tłuszczów i olejów
(roślinnych i zwierzęcych, zawartość ok. 2%). W wodzie
sterole się nie rozpuszczają, a rozpuszczalność
cholesterolu
w alkoholu wynosi 2 mg/1L wody. Emulgatory
tego typu są lipofilowe i tworzą emulsje typu w/o. Są
stosowane w kremach (np. Protegine – znana podstawa
kremów). Steroidy działają na skórę zmiękczająco i
uelastyczniają ją. Cholesterol jest pozyskiwany z tłuszczu
owczej wełny natomiast fitosterole głównie z oleju
sojowego (Generol)i oleju kiełków zbóż).
CLXVIII Kwas cholowy (R = OH)
HO
CH
3
H
CH
3
COR
H
3
C
H
H
HO
CH
3
H
CH
3
H
3
C
H
H
OH
OH
H
CLXIX Cholesterol (R = H)
CH
3
R
CH
3
H
Oleje kiełków zbóż są szczególnie cennym źródłem fitosteroli,
bo zawierają one d0 50% steroli, a dodatkowo nienasycone
kwasy tłuszczowe (witamina F), witaminy: D2 (ergosterol), E
(0.25-0.3%), karoteny i lecytyny. Oleje kiełków zbóż są bardzo
użyteczne w dermatologii i często stosowane w preparatach do
pielęgnacji skóry i włosów (Biocorno, Grandelan).
Tłuszcze owczej wełny
(Lanolina, Lanum, Lanichol, Crona) to
mieszanina wielu związków uzyskiwanych w procesie
czyszczenia wełny. Jasnożółtobrązowy produkt topi się w 36-
42°, rozpuszczalny w acetonie i eterze naftowym, nie
rozpuszczalny w alkoholach, dobrze chłonący wodę (200-
300%, tworzy emulsje w/o). W mieszaninie tej obecne są:
sterole, długołańcuchowe alkohole tłuszczowe i alkohole
trójterpenowe.
Tłuszcze owczej wełny są używane jako podstawy kremów.
Można je rozdzielić na woskowatą lanocerynę (Lanocerin,
Lanfrax – estry kwasów i alkoholi długich, używana jako
emulgator typu w/o) i płynną (Lanogene - niskocząsteczkowe
estry, kwasy i alkohole, emolient).
Alkohole wełny poddaje się oksyetylenowaniu i
oksypropylenowaniu, dzięki czemu uzyskują one hydrofilowość
(Ethoxyole, Solulane, Solulan PB, Polychole) są dobrymi
emulgatorami typu o/w, mają dobre powinowactwo do
keratyny i nadają skórze gładkość i delikatność.
Wosk pszczeli
jest nierozpuszczalny w wodzie (t.m. 62-65°,
Cera fava- wosk żółty) po utlenieniu daje wosk biały (Cera
alba). Jest emulgatorem używanym jako podstawa maści,
kremów i sztyftów.
Lecytyny
(od greckiego słowa lekithos – żółtko, XXV) to
fosfolipidy o różnych resztach R w zależności od źródła.
Rozpuszczają się w alkoholu i eterze, częściowo mieszalne z
olejami a w wodzie pęcznieją. Są emulgatorami typu o/w.
R
O
O
P
O
N
O
O
R
O
O
O-
CH
3
CH
3
CH
3
+
- Lecytyny
R
O
O
R
O
O
P
O
+
O
O-
O
N
CH
3
CH
3
H
3
C
- Lecytyny
XXV
W grupie
emulgatorów syntetycznych
największą
grupę stanowią
emulgatory
niejonogenne
, wśród
nich: oksyetylenowane alkohole tłuszczowe, aminy
tłuszczowe, alkilofenole i amidy kwasów
tłuszczowych oraz estry kwasów tłuszczowych z
alkoholami heterołańcuchowyjmi i
wielowodorotlenowymi.
Mają one różnorodne działanie:
a
)
niedyspergujące,
b
) dyspergujące i
c
)
rozpuszczalne.
Do grupy
a
należą estry stearynowe alkoholi
wielowodorotlenowych (gliceryny, sorbitanu – np. CLXX, w
zależności od R wartości HLB są w granicach 2-8), tworzą
emulsje w/o,
O
HO
OH
O
R
OH
O
CLXX
Monolaurynian sorbitanu
(Span 20, Alkamuls SML,Glycomul L, Emsorb 2515, Arlacel 20)
Monopalminian sorbitanu
(Span 40)
Monostearynian sorbitanu
(Span 60, Alkamuls SMS,Glycomul S, Arlacel 60)
Monooleinian sorbitanu
(Span 80, Alkamuls SMO,Glycomul 0, Arlacel 80, Emsorb 2500)
Do grupy
b
należą estry kwasu oleinowego z alkoholami
wielowodorotlenowymi (inny podstawnik R w CLXX) i pochodne z
łańcuchami polioksometylenowymi o długości 5-8 reszt (N = 10 w
CLXXI), które mają wartości HLB = 4-10. W tej grupie związków
właściwości hydrofobowe zależą od długości łańcucha
hydrofobowego R, natomiast właściwości hydrofilowe od długości
łańcucha polioksometylenowego, czyli od wartości n.
Nazwa PEG 12-stearate oznacza glikol polietylenowy z grupą R
pochodzącą od kwasu stearynowego i długości łańcucha
polioksometylenowego n=12.
CLXXI
R
O
(CH
2
-O-CH
2
)
n
-CH
2
-O-X
O
X = H - monoestry glikolu polietylenowego
X = COR
1
- diestry glikolu polietylenowego
R, R
1
- reszta alkilowa kwasu t³uszczowego (C
10
- C
20
)
Do grupy
c
, która grupuje związki rozpuszczalne w wodzie, o
HLB>10 należą estry CLXXI o n> 10. Emulgatory takie dają w
wodzie emulsje typu o/w
W grupie
emulgatorów syntetycznych
o budowie anionowej
należy wymienić:
mydła
(emulgatory typu o/w - sole sodowe i potasowe oraz
amoniowe (amonowe i trietanoloamoniowe) kwasów
tłuszczowych oraz emulgatory typu w/o sole wapniowe,
magnezowe i cynkowe kwasów tłuszczowych). Szczególną
strukturę mają anionowe emulgatory, których anionem jest
pochodna kwasu mlekowego estryfikowane kwasami
tłuszczowymi (np. CLXXII). Estry kwasu mlekowego są stosowane
jako emulgatory typu o/w i w/o, w zależności od rodzaju jonu
metalu. Występują w szamponach zarówno w postaci wolnej jak i
soli, bo równocześnie dobrze pienią się, wykazują powinowactwo
do keratyny włosów i skóry oraz działają nawilżająco.
alkilosiarczany i alkilofosforany
H
3
C
O
O
O
O
-
O
O
CH
3
CH
3
2
Ca
2+
CLXXII Calcium stearoyl-2-lactylate
tenzydy fluorowęglowodorowe
(CLXXIII) są
emulgatorami i czynnikami olejofobowymi
wykorzystywanymi w preparatach do
pielęgnacji włosów (Zonyl).
CLXXIII
(CF
2
)
5-15
P
O
ONH
4
ONH
4
F
3
C
(CF
2
)
5-15
P
O
(CF
2
)
5-15
ONH
4
F
3
C
CF
3
CF
3
(CF
2
)
7
SO
2
N
C
2
H
5
CH
2
O P
O
OH
OH
CF
3
(CF
2
)
6
(CH
2
)
1-4
S (CH
2
)
1-20
COO(Na,K,NH
4
)
Document Outline