Vlastnosti alkylpolyglukosidů

Podobně jako polyoxyethylenalkylethery,alkylpolyglykosidyjsou obvykle technické povrchově aktivní látky. Vyrábějí se různými způsoby Fischerovy syntézy a skládají se z distribuce látek s různým stupněm glykosidace, což je indikováno průměrnou hodnotou n. Ta je definována jako poměr celkového molárního množství glukózy k molárnímu množství mastného alkoholu v alkylpolyglukosidu, s přihlédnutím k průměrné molekulové hmotnosti při použití směsí mastných alkoholů. Jak již bylo zmíněno, většina alkylpolyglukosidů důležitých pro aplikaci má průměrnou hodnotu n 1,1–1,7. Proto obsahují jako hlavní složky alkylmonoglukosidy a alkyldiglukosidy, stejně jako menší množství alkyltriglukosidů, alkyltetraglukosidů atd. až po alkyloktaglukosidy. Kromě oligomerů jsou vždy přítomna i menší množství (obvykle 1–2 %) mastných alkoholů použitých při syntéze polyglukózy a solí, zejména v důsledku katalýzy (1,5–2,5 %). Údaje jsou vypočítány s ohledem na aktivní látku. Zatímco polyoxyethylenalkylethery nebo mnoho dalších ethoxylátů lze jednoznačně definovat distribucí molekulových hmotností, analogický popis v žádném případě není dostačující pro alkylpolyglukosidy, protože různé izomery vedou k mnohem komplexnější škále produktů. Rozdíly mezi těmito dvěma třídami povrchově aktivních látek vedou k poněkud odlišným vlastnostem, které vyplývají ze silné interakce hlavních skupin s vodou a částečně i mezi sebou navzájem.

Ethoxylátová skupina polyoxyethylenalkyletheru silně interaguje s vodou a vytváří vodíkové vazby mezi ethylenovým kyslíkem a molekulami vody, čímž vytváří micelární hydratační vrstvy, kde je struktura vody větší (nižší entropie a entalpie) než v objemové vodě. Hydratační struktura je vysoce dynamická. S každou EO skupinou jsou obvykle spojeny dvě až tři molekuly vody.

Vzhledem k glukosylovým hlavním skupinám se třemi OH funkcemi pro monoglukosid nebo sedmi pro diglukosid se očekává, že chování alkylglukosidů bude velmi odlišné od chování polyoxyethylenalkyletherů. Kromě silné interakce s vodou existují také síly mezi hlavními skupinami povrchově aktivních látek v micelách i v jiných fázích. Zatímco srovnatelné polyoxyethylenalkylethery jsou samotné kapaliny nebo nízkotavitelné pevné látky, alkylpolyglukosidy jsou vysokotavitelné pevné látky díky intermolekulárním vodíkovým vazbám mezi sousedními glukosylovými skupinami. Vykazují zřetelné termotropní vlastnosti kapalných krystalů, jak bude diskutováno níže. Intermolekulární vodíkové vazby mezi hlavními skupinami jsou také zodpovědné za jejich poměrně nízkou rozpustnost ve vodě.

Pokud jde o samotnou glukózu, interakce glukosylové skupiny s okolními molekulami vody je způsobena rozsáhlými vodíkovými vazbami. U glukózy je koncentrace tetraedricky uspořádaných molekul vody vyšší než v samotné vodě. Proto lze glukózu, a pravděpodobně i alkylglukosidy, klasifikovat jako „tvůrce struktury“, což je kvalitativně podobné chování ethoxylátů.

Ve srovnání s chováním ethoxylátové micely je efektivní mezifázová dielektrická konstanta alkylglukosidu mnohem vyšší a podobnější dielektrické konstantě vody než ethoxylátu. Oblast kolem hlavních skupin na alkylglukosidové micele je tedy podobná vodné.