Alkilpoliglikozīdu īpašības

Līdzīgi kā polioksietilēna alkilēteri,alkilpoliglikozīdiparasti ir tehniskas virsmaktīvās vielas. Tās tiek ražotas, izmantojot dažādus Fišera sintēzes veidus, un tās sastāv no sugu sadalījuma ar atšķirīgu glikozidācijas pakāpi, ko norāda vidējā n vērtība. To definē kā glikozes kopējā molārā daudzuma attiecību pret taukskābju spirta molāro daudzumu alkilpoliglikozīdā, ņemot vērā vidējo molekulmasu, ja tiek izmantoti taukskābju spirtu maisījumi. Kā jau minēts, lielākajai daļai pielietojumam svarīgo alkilpoliglikozīdu vidējā n vērtība ir 1,1–1,7. Tādēļ tie satur alkilmonoglikozīdus un alkildiglukozīdus kā galvenās sastāvdaļas, kā arī mazāku daudzumu alkiltriglikozīdu, alkiltetraglikozīdu utt., līdz pat alkiloktaglikozīdiem. Papildus oligomēriem vienmēr ir neliels daudzums (parasti 1–2%) taukskābju spirtu, ko izmanto poliglikozes sintēzē, un sāļu, galvenokārt katalīzes rezultātā (1,5–2,5%). Skaitļi tiek aprēķināti attiecībā pret aktīvo vielu. Lai gan polioksietilēna alkilēterus vai daudzus citus etoksilātus var nepārprotami definēt pēc molekulmasu sadalījuma, analogs apraksts nekādā ziņā nav piemērots alkilpoliglikozīdiem, jo atšķirīga izomērija rada daudz sarežģītāku produktu klāstu. Atšķirības starp divām virsmaktīvo vielu klasēm rada diezgan atšķirīgas īpašības, kas rodas no galvasgrupu spēcīgās mijiedarbības ar ūdeni un daļēji savā starpā.

Polioksietilēna alkilētera etoksilāta grupa spēcīgi mijiedarbojas ar ūdeni, veidojot ūdeņraža saites starp etilēna skābekļa un ūdens molekulām, tādējādi veidojot micelārus hidratācijas apvalkus, kur ūdens strukturētība ir lielāka (zemāka entropija un entalpija) nekā tīrā ūdenī. Hidratācijas struktūra ir ļoti dinamiska. Parasti ar katru EO grupu ir saistītas divas līdz trīs ūdens molekulas.

Ņemot vērā glikozilgrupu galvasgrupas ar trim OH funkcijām monoglikozīdam vai septiņām diglikozīdam, sagaidāms, ka alkilglikozīda uzvedība ļoti atšķirsies no polioksietilēna alkilēteru uzvedības. Papildus spēcīgajai mijiedarbībai ar ūdeni pastāv arī spēki starp virsmaktīvo vielu galvasgrupām gan micellās, gan citās fāzēs. Lai gan salīdzināmi polioksietilēna alkilēteri paši par sevi ir šķidrumi vai zemas kušanas temperatūras cietvielas, alkilpoliglikozīdi ir augstākas kušanas temperatūras cietvielas starpmolekulāro ūdeņraža saišu dēļ starp blakus esošajām glikozilgrupām. Tiem piemīt atšķirīgas termotropiskas šķidro kristālu īpašības, kā tiks apspriests turpmāk. Starpmolekulārās ūdeņraža saites starp galvasgrupām ir atbildīgas arī par to salīdzinoši zemo šķīdību ūdenī.

Kas attiecas uz pašu glikozi, glikozilgrupas mijiedarbība ar apkārtējām ūdens molekulām notiek, pateicoties plašām ūdeņraža saitēm. Glikozei tetraedriski sakārtoto ūdens molekulu koncentrācija ir augstāka nekā tikai ūdenī. Tādēļ glikozi un, iespējams, arī alkilglikozīdus var klasificēt kā "struktūras veidotājus", kas kvalitatīvi līdzinās etoksilātu uzvedībai.

Salīdzinot ar etoksilāta micellas uzvedību, alkilglikozīda efektīvā starpfāžu dielektriskā konstante ir daudz augstāka un līdzīgāka ūdens dielektriskajai konstantei nekā etoksilāta konstantei. Tādējādi apgabals ap alkilglikozīda micellas galvas grupām ir līdzīgs ūdens šķīdumam.