Vlastnosti alkylpolyglukozidov

Podobne ako polyoxyetylénalkylétery,alkylpolyglykozidysú zvyčajne technické povrchovo aktívne látky. Vyrábajú sa rôznymi spôsobmi Fischerovej syntézy a pozostávajú z distribúcie druhov s rôznym stupňom glykozidácie označenej strednou hodnotou n. Toto je definované ako pomer celkového molárneho množstva glukózy k molárnemu množstvu mastného alkoholu v alkylpolyglukozide, pričom sa berie do úvahy priemerná molekulová hmotnosť pri použití zmesí mastných alkoholov. Ako už bolo uvedené, väčšina alkylpolyglukozidov dôležitých pre aplikáciu má strednú n-hodnotu 1,1-1,7. Preto obsahujú ako hlavné zložky alkylmonoglukozidy a alkyldiglukozidy, ako aj menšie množstvá alkyltriglukozidov, alkyltetraglukozidov atď. až po alkyloktaglukozidy okrem oligomérov, menšie množstvá (zvyčajne 1-2 %) mastných alkoholov používaných v syntézna polyglukóza a soli, hlavne vďaka katalýze (1,5-2,5 %), sú vždy prítomné. Údaje sú vypočítané s ohľadom na aktívnu látku. Zatiaľ čo polyoxyetylénalkylétery alebo mnohé iné etoxyláty možno definovať jednoznačne distribúciou molekulových hmotností, analogický opis nie je v žiadnom prípade vhodný pre alkylpolyglukozidy, pretože rozdielna izoméria vedie k oveľa zložitejšej škále produktov. Rozdiely v týchto dvoch triedach povrchovo aktívnych látok vedú k dosť odlišným vlastnostiam vyplývajúcim zo silnej interakcie hlavných skupín s vodou a čiastočne navzájom.

Etoxylátová skupina polyoxyetylénalkyléteru silne interaguje s vodou, vytvára vodíkové väzby medzi molekulami etylénového kyslíka a vody, čím sa vytvárajú micelárne hydratačné obaly, kde je štruktúrovanie vody väčšie (nižšia entropia a entalpia) ako v objemovej vode. Štruktúra hydratácie 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 samotné sú kvapaliny alebo pevné látky s nízkou teplotou topenia, alkylpolyglukozidy sú pevné látky s vyššou teplotou topenia v dôsledku medzimolekulových vodíkových väzieb medzi susednými glukozylovými skupinami. Vykazujú zreteľné termotropné kvapalné kryštalické vlastnosti, ako bude diskutované nižšie. Medzimolekulové vodíkové väzby medzi hlavnými skupinami sú tiež zodpovedné za ich pomerne 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 glukózu a pravdepodobne aj alkylglukozidy možno klasifikovať ako „tvorcu štruktúry“, čo je kvalitatívne podobné správanie ako etoxyláty.

V porovnaní so správaním etoxylátovej micely je efektívna medzifázová dielektrická konštanta alkylglukozidu oveľa vyššia a viac podobná vode ako etoxylátu. Oblasť okolo hlavových skupín v alkylglukozidovej micele je teda vodná.