烷基糖苷的功能和应用.pdf

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1、烷基糖苷的功能和应用木野村圭右等前言自然界存在很多糖衍生物，其中有O-糖苷键的配糖物是从动植物分离出来的。具有各种生理机能。此外，配基上有单个烃基的烷基糖苷类早在一世纪前就已合成。作为研究糖基化反应的对象物，或许没有明显的生理活性，作为原料很少引人注意。近年来已知作为表面活性剂有很多优点。并已显露头角。本文就烷基糖苷作为原料的观点进行概述。烷基糖苷的结构和功能烷基糖苷的结构如图1所示，在单糖或低聚糖的OH基上连接O-糖苷键，根据烷基链长和糖链结构的不同，界面科学的性质有很大变化。m=1即亲水基为葡萄糖时．在烷基碳数大致为11时，人工污布的去污力有最

2、大值。这种倾向与醇的乙氧基加成物的去污力和碳链长的关系大致相似。表面张力与碳数之间有负的相关性，在C12对水的溶解度显著降低(见图2)。图1烷基糖苷的结构图2烷基糖苷的去污力及表面张力通过和已知表面活性剂的比较测定HLB值，其结果见表1。烷基碳数在8～l0的范围，有增溶作用；在10~12的范围，适于作洗涤剂；链更长的部分具有W／O型乳化作用乃至润湿作用。表1烷基链长与HLB的关系烷基HLB辛基192-乙基已基21癸基16十二烷基9十四烷基7十六烷基5十八烷基3关于糖链对表面活性的影响．也许是由于合成烦杂，报道很少。从去污力和表面张力及对帆布图片的浸

3、透力研究，由于n=l0、m=1的癸基葡萄糖苷和n=12、m=2的十二烷基麦芽糖苷及n=14、m=3的十四烷基麦芽三糖苷几乎有相同值，故可推断烷基2个碳的疏水性和1分子葡萄糖的亲水性平衡。从烷基葡萄糖苷的结构可推测多种异构体，关于异构体功能的差别有待更详细研究，现在已弄清以下事实。Cl位异构体，即关于成苷异构物的研究其对水的溶解度、临界胶束浓度，α-成苷异构物和β-成苷异构物有很大不同，一般β-成苷异构物对水的溶解度和临界胶束浓度的数值都较大。通常葡萄糖作为亲水基使用，而C2、C4位的异构体成苷异构物、半乳糖的糖苷，除流动点不同外，在界面科学的性质方

4、面没大的区别。糖的D、L体之间和呋喃糖、吡喃糖之间没有明显差别。在生物化学领域的应用从历史看．作为表面活性剂烷基糖苷的利用．由于l961年篠田等人明确了详细的界面科学性质，而显得更活跃了。其中，辛基葡萄糖苷和十二烷基麦芽糖苷具有：1)与以前的非离子表面活性剂相比，临界胶束浓度高，可用透析除去，2)蛋白质变性困难，3)紫外光穿透性高，在膜蛋白质的增溶、再构成的生物化学领域一般使用效果好(表2)表２蛋白质增溶剂的临界胶束浓度化合物CMC（mM）辛基葡萄糖25.00TritonX-1000.24Dodecy（EO）80.09SDS8.20此外，对细胞色素

5、C、RNA聚合酶、视玫红质等的精制，有使这些蛋白质稳定化的功能。作者对脂肪酶和烷基糖苷的相互作用进行了研究，蛋白质结构没变化，且在其他表面活性剂存在下，脂肪酶的活性稳定。对于上述用途，一般使用高精制的β-成苷异构物。工业应用作为工业原料于七十年代后半期开始研究其生物化学用途，当时各洗涤剂公司已有很多有关其合成方法、用途的专利。但实际上以工业规模制造是八十年代后半期由Roam和Haas及HorizonChemical公司开始进行。烷基糖苷的合成有很多方法，从成本方面考虑，使用以淀粉水解物或精制葡萄糖作为糖源，在醇和酸催化剂存在下直接反应的Fisher

6、法或其改良方法。关于抑制反应中的着色现象应进行认真研究。用该方法得到的化合物为成苷异构物的混合物(α/β=2：1)，除吡喃葡糖以外，也生成少量的有呋喃糖骨架的葡糖苷。反应中不可避免的有烷基低聚糖副产物生成。一般使用葡萄糖和醇的平均摩尔比为1.5～3.0。烷基糖苷作为广泛使用的表面活性剂的优点：1)在皮肤一次刺激、眼粘膜刺激试验中，改变烷链其刺激都很低，对生物体作用温和。2）口服毒性低，排至环境中易生物降解，对河流湖泊污染的危险性小。3)作为非离子表面活性剂起泡力、泡沫稳定性高(表3、4)其中1)、2)是随消费者的要求和对环境问题认识的提高，由于顺时

7、代潮流而引人注目。表3烷基糖苷的皮肤一次刺激、眼粘膜刺激试验烷基眼睛皮肤辛基110.50癸基21.25十二烷基00.50TritonX-100203.00表4RossMiles起泡力起泡高度化合物0min5min癸基葡萄苷251249SDS238235蔗糖198194有效地利用这些优点，去年花王公司将烷基糖苷配入液体餐具洗涤剂，用“”的商标出售，在日本国内获得好评。烷基糖苷的其他功能以烷基糖苷作为表面活性剂的特性为中心已经进行了介绍，报道的例子很少．但看到了具有不同的功能，其中之一是作为液晶材料的功能评价。Jeffrey等人曾报道，含l-硫萄糖苷的

8、烷基糖苷，烷基为庚基以上时，从室温至其熔点范围形成热变液晶状态。由于在以前舳液晶化合物中没有看到糖骨架．因此，希望有新的用