Vlastnosti alkylpolyglukozidov

Podobne ako polyoxyetylénalkylétery,alkylpolyglykozidysú zvyčajne technické povrchovo aktívne látky. Vyrábajú sa rôznymi spôsobmi Fischerovej syntézy a pozostávajú z distribúcie látok s rôznym stupňom glykozidácie, čo je indikované priemernou hodnotou n. Táto hodnota je definovaná ako pomer celkového molárneho množstva glukózy k molárnemu množstvu mastného alkoholu v alkylpolyglukozide, berúc do úvahy priemernú molekulovú hmotnosť pri použití zmesí mastných alkoholov. Ako už bolo spomenuté, väčšina alkylpolyglukozidov dôležitých pre aplikáciu má priemernú hodnotu n 1,1 – 1,7. Preto obsahujú ako hlavné zložky alkylmonoglukozidy a alkyldiglukozidy, ako aj menšie množstvá alkyltriglukozidov, alkyltetraglukozidov atď. až po alkyloktaglukozidy. Okrem oligomérov sú vždy prítomné aj menšie množstvá (zvyčajne 1 – 2 %) mastných alkoholov použitých pri syntéze polyglukózy a solí, najmä v dôsledku katalýzy (1,5 – 2,5 %). Údaje sú vypočítané s ohľadom na účinnú látku. Zatiaľ čo polyoxyetylénalkylétery alebo mnoho iných etoxylátov možno jednoznačne definovať distribúciou molekulových hmotností, analogický opis v žiadnom prípade nie je postačujúci pre alkylpolyglukozidy, pretože rozdielna izoméria vedie k oveľa komplexnejšej škále produktov. Rozdiely v dvoch triedach povrchovo aktívnych látok vedú k dosť odlišným vlastnostiam, ktoré vyplývajú zo silnej interakcie hlavných skupín s vodou a čiastočne aj navzájom.

Etoxylátová skupina polyoxyetylénalkyléteru silne interaguje s vodou, pričom vytvára vodíkové väzby medzi etylénovým kyslíkom a molekulami vody, čím vytvára micelárne hydratačné vrstvy, kde je štruktúrovanie vody väčšie (nižšia entropia a entalpia) ako v objeme vody. Hydratačná štruktúra je vysoko dynamická. S každou EO skupinou sú zvyčajne spojené dve až tri molekuly vody.

Ak vezmeme do úvahy glukozylové hlavné skupiny s tromi OH funkciami pre monoglukozid alebo siedmimi pre diglukozid, očakáva sa, že správanie alkylglukozidov bude veľmi odlišné od správania polyoxyetylénalkyléterov. Okrem silnej interakcie s vodou existujú aj sily medzi hlavnými skupinami povrchovo aktívnych látok v micelách, ako aj v iných fázach. Zatiaľ čo porovnateľné polyoxyetylénalkylétery sú samotné kvapaliny alebo nízkotaviace sa pevné látky, alkylpolyglukozidy sú pevné látky s vyššou teplotou topenia kvôli intermolekulárnym vodíkovým väzbám medzi susednými glukozylovými skupinami. Vykazujú odlišné termotropné vlastnosti kvapalných kryštálov, ako bude uvedené nižšie. Intermolekulárne vodíkové väzby medzi hlavnými skupinami sú tiež zodpovedné za ich relatívne nízku rozpustnosť vo vode.

Čo sa týka samotnej glukózy, interakcia glukozylovej skupiny s okolitými molekulami vody je spôsobená rozsiahlymi vodíkovými väzbami. V prípade glukózy je koncentrácia tetraedricky usporiadaných molekúl vody vyššia ako v samotnej vode. Preto možno glukózu a pravdepodobne aj alkylglukozidy klasifikovať ako „tvorcov štruktúry“, čo je kvalitatívne podobné správaniu etoxylátov.

V porovnaní so správaním etoxylátovej micely je efektívna medzifázová dielektrická konštanta alkylglukozidu oveľa vyššia a podobnejšia sa konštante vody ako etoxylátu. Oblasť okolo hlavných skupín na alkylglukozidovej micele je teda podobná vode.