Vlastnosti alkylpolyglukosidů

Podobně jako polyoxyethylenalkylethery,alkylpolyglykosidyjsou obvykle technické povrchově aktivní látky. Jsou produkovány různými způsoby Fischerovy syntézy a sestávají z distribuce druhů s různým stupněm glykosidace indikované střední n-hodnotou. To je definováno jako poměr celkového molárního množství glukózy k molárnímu množství mastného alkoholu v alkylpolyglukosidu, přičemž se bere v úvahu průměrná molekulová hmotnost, když se použijí směsi mastných alkoholů. Jak již bylo zmíněno, většina alkylpolyglukosidů důležitých pro aplikaci má střední n-hodnotu 1,1-1,7. Obsahují tedy jako hlavní složky alkylmonoglukosidy a alkyldiglukosidy, dále menší množství alkyltriglukosidů, alkyltetraglukosidů atd. až po alkyloktaglukosidy vedle oligomerů, menší množství (typicky 1-2 %) mastných alkoholů používaných v syntézní polyglukóza a soli, hlavně díky katalýze (1,5-2,5 %), jsou vždy přítomny. Údaje jsou vypočteny s ohledem na aktivní látku. Zatímco polyoxyethylenalkylethery nebo mnoho dalších ethoxylátů lze jednoznačně definovat distribucí molekulových hmotností, analogický popis není v žádném případě vhodný pro alkylpolyglukosidy, protože rozdílná izomerie vede k mnohem složitější řadě produktů. Rozdíly ve dvou třídách povrchově aktivních látek vedou k poměrně odlišným vlastnostem pocházejícím ze silné interakce hlavních skupin s vodou a částečně mezi sebou navzájem.

Ethoxylátová skupina polyoxyethylenalkyletheru silně interaguje s vodou, vytváří vodíkové vazby mezi molekulami ethylenu a kyslíku, a tím vytváří micelární hydratační slupky, kde je strukturování vody větší (nižší entropie a entalpie) než v objemové vodě. Hydratační struktura je vysoce dynamická. Obvykle jsou s každou EO skupinou spojeny dvě až tři molekuly vody.

Pokud vezmeme v úvahu glukosylové hlavní skupiny se třemi OH funkcemi pro monoglukosid nebo sedmi pro diglukosid, očekává se, 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 samotné jsou kapaliny nebo pevné látky s nízkou teplotou tání, alkylpolyglukosidy jsou pevné látky s vyšší teplotou tání kvůli intermolekulárním vodíkovým můstkům mezi sousedními glukosylovými skupinami. Vykazují zřetelné termotropní kapalné krystalické vlastnosti, jak bude diskutováno níže. Mezimolekulární 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 ve vodě samotné. Proto lze glukózu a pravděpodobně také alkylglukosidy klasifikovat jako „tvůrce struktury“, což je chování kvalitativně podobné chování ethoxylátů.

Ve srovnání s chováním ethoxylátové micely je efektivní mezifázová dielektrická konstanta alkylglukosidu mnohem vyšší a podobnější vodě než ethoxylátu. Oblast kolem hlavových skupin v alkylglukosidové micele je tedy vodnatá.