하이드로프

Hydrotrope

하이드로페는 미셀 용해 이외의 방법으로 수용액에서 소수성 화합물을 가용화하는 화합물이다.전형적으로 친수성 부분과 소수성 부분(계면활성제와 유사)으로 구성되지만, 일반적으로 소수성 부분이 너무 작아서 자발적인 자기 집약을 일으킬 수 없다.하이드로프로핀은 자기집약이 자연적으로 발생하기 시작하는 임계농도를 가지고 있지 않다(임계미셀 농도(cmc)와 임계소포 농도(cvc)를 가진 미셀 및 소포를 형성하는 계면활성제에서 발견됨).대신 일부 하이드로프로프는 단계적 자기집약 프로세스로 집적되어 집적 크기가 점차 커집니다.그러나 많은 하이드로프롭은 가용화합물이 첨가되지 않는 한 전혀 자기 응집되지 않는 것으로 보인다.히드로프로는 요소, 토실레이트, 쿠멘술폰산염 및 자일렌술폰산염을 들 수 있다.

하이드로피라는 용어는 원래 칼 뉴버그가[1][2] 다양한 유기산의 꽤 높은 농도의 알칼리 금속 염을 첨가함으로써 용질의 용해도가 증가하는 것을 설명하기 위해 제안했습니다.그러나 이 용어는 문헌에서 불용성 화합물을 가용화할 수 있는 액체 또는 고형물 중 하나를 가리키는 데 사용되어 왔다.

기존의 Neuberg의 수소성 소금(프로토형, 벤조산나트륨)의 화학적 구조는 일반적으로 음이온기와 소수성 방향족 고리 또는 고리 시스템의 두 가지 필수 부분으로 구성됩니다.음이온성 그룹은 높은 수용성을 가져오는데 관여하며, 이는 소수성 물질의 필수 조건이다.음이온이나 금속 이온의 종류는 [1]현상에 작은 영향을 미치는 것으로 보였다.한편 소수성 부분의 평면성은 소수성 용해[3][4] 메커니즘에서 중요한 요소로 강조되어 왔다.

하이드로프로페를 형성하기 위해 방향족 탄화수소 용제를 술폰화하여 방향족 술폰산을 생성한다.그런 다음 [5]염기로 중화됩니다.

첨가제는 주어진 용제 중 용질의 용해도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.용해도를 증가시키는 이 소금들은 용질을 "소금"하고 용해도를 감소시키는 이 소금들은 용질을 "소금"한다고 한다.첨가제의 효과는 물의 구조에 미치는 영향이나 용제 물 [6]분자와 경쟁하는 능력에 따라 크게 달라집니다.다른 용질의 용해성에 대한 용질 첨가물의 효과의 편리한 정량화는 Setscheow [7]방정식으로 얻을 수 있다.

a \ { _ { } \ _ { ,

어디에

S는0 첨가제가 없는 경우의 용해도이다.
S는 첨가제가 존재하는 경우의 용해도이다.
C는a 첨가물의 농도이다.
K는 염분계수로서 염분을 향한 용질의 활성계수의 민감도를 측정하는 것입니다.

적용들

하이드로프(hydrotropes)는 계면활성제의 농도를 높이기 위해 세척 및 개인 관리 제품 제제에 산업 및 상업적으로 사용되고 있습니다.미국에서는 [5]연간 약 29,000톤이 생산된다(즉, 제조 및 수입).유럽과 호주의 연간 생산량(및 수입량)은 각각 [8][9]약 17,000톤과 1,100톤입니다.

수분이 함유된 일반적인 제품에는 세탁 세제, 표면 세척제, 설거지 세제, 액체 비누, 샴푸 및 [5]컨디셔너가 포함됩니다.이들은 0.1~15%의 농도로 공식을 안정시키고 점도와 구름점을 수정하며 저온에서 상간격을 줄이고 [9]거품을 제한하기 위해 사용되는 결합제입니다.

시판 하이드로프로프 자일렌 술폰산나트륨
아데노신 삼인산염, 제안된 하이드로프로페.[10]
산업 및 상업[5][8] 목적으로 사용되는 수목의 예
화학의 CAS 번호
톨루엔술폰산나염 12068-03-0
톨루엔술폰산K염 16106-44-8

30526-22-8

자일렌술폰산, Na염 1300-72-7

827-21-4

자일렌술폰산, 암모늄염 26447-10-9
자일렌술폰산, K염 30346-73-7
자일렌술폰산, Ca염 28088-63-3
쿠멘술폰산, Na염 28348-53-0

32073-22-6

쿠멘술폰산, 암모늄염 37475-88-0

아데노신3인산(ATP)은 정상적인 생리적 농도에서 단백질의 응집을 방지하고 전형적인 하이드로프로페 [10]분석에서 자일렌술폰산나트륨보다 대략적으로 더 효과적인 것으로 나타났다.ATP의 하이드로프 활동은 [10]세포에서 "에너지 통화"로서의 활동과는 무관한 것으로 나타났다.추가적으로, ATP는 생물학적 하이드로토프로서 거의 자연적인 [11]조건하에서 프로테옴 전체에 걸쳐서 기능하는 것으로 나타났다.그러나 최근 연구에서 ATP의 소수성 기능은 [12]삼인산염 부분 때문에 염분화 특성이 심각하기 때문에 의문이 제기되었다.

환경에 관한 고려 사항

하이드로프로핀은 옥탄올-수분할계수가 1.0 [5]미만이기 때문에 생물 축적 잠재력이 낮다.연구에 따르면 하이드로톱은 증기압력이 2.0x10-5Pa [5]미만인 매우 미미한 휘발성이 있는 것으로 밝혀졌다.그것들은 곡예적으로 생분해된다.활성 슬러지의 2차 폐수 처리 과정을 통한 제거는 94%[9] 이상이다.어류에 대한 급성 독성 연구에서 LC50 > 400 mg의 유효 성분(a.i./L)이 확인되었다.Daphnia의 경우 EC50은 318mg a.i./L 이상이다.가장 민감한 종은 녹조류로 EC50 값이 230~236mg a.i./L이고 NOEC(No Observed Effect Concents) 값이 31~75mg a.i./L이다.[9]수생예측 무효과농도(PNEC)는 0.23mg a.i./[8]L로 나타났다.예측 환경 농도(PEC)/PNEC 비율은 1 미만으로 결정되었으며, 따라서 가정용 세탁 및 세척 제품의 수분은 환경 [5][8]문제가 되지 않는 것으로 확인되었다.

인간의 건강

소비자에 대한 총 피폭(직접 및 간접 피부 접촉, 섭취 및 흡입)은 1.42 ug/kg bw/[8]일 것으로 추정된다.자일렌 술폰산칼슘과 쿠멘 술폰산나트륨은 [9]동물에게 일시적이고 가벼운 눈 자극을 일으키는 것으로 나타났다.연구 결과 수소가 돌연변이 유발성, 발암성 또는 생식 [9]독성을 가지고 있는 것으로 밝혀지지는 않았다.

레퍼런스

  1. ^ a b Neuberg, C (1916). "Hydrotropic phenomena. I". Biochem. Z. 76: 107–76.
  2. ^ Mehringer, Johannes; Kunz, Werner (August 2021). "Carl Neuberg's hydrotropic appearances (1916)". Advances in Colloid and Interface Science. 294: 102476. doi:10.1016/j.cis.2021.102476.
  3. ^ Evstigneev, M.P.; Evstigneev, V.P.; Hernandez Santiago, A.A.; Davies, David B. (2006). "Effect of a mixture of caffeine and nicotinamide on the solubility of vitamin (B2) in aqueous solution" (PDF). European Journal of Pharmaceutical Sciences. 28 (1–2): 59–66. doi:10.1016/j.ejps.2005.12.010. PMID 16483751.
  4. ^ Suzuki, H.; Sunada, H. (1998). "Mechanistic studies on hydrotropic solubilization of nifedipine in nicotinamide solution". Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 46 (1): 125–130. doi:10.1248/cpb.46.125. PMID 9468644.
  5. ^ a b c d e f g Stanton, Kathleen; Caritas Tibazarwa; Hans Certa; William Greggs; Donna Hillebold; Lela Jovanovich; Daniel Woltering; Richard Sedlak (2010). "Environmental Risk Assessment of Hydrotropes in the United States, Europe, and Australia". Integrated Environmental Assessment and Management. 6 (1): 155–163. doi:10.1897/IEAM_2009-019.1. PMID 19558203.
  6. ^ Da Silva, R.C.; Spitzer, M.; Da Silva, L.H.M.; Loh, W. (1999). "Investigations on the mechanism of aqueous solubility increase caused by some hydrotropes". Thermochimica Acta. 328 (1–2): 161–167. doi:10.1016/s0040-6031(98)00637-6.
  7. ^ 싱하이, A.일부 약물의 가용화, 조제 및 평가에 관한 연구, 제약부.과학 박사 H. S. 가우르 비슈와비디아라야, 사가, 10세
  8. ^ a b c d e Human & Environmental Risk Assessment on ingredients of household cleaning products (HERA) (2005). "Hydrotropes" (PDF). Risk Assessment.
  9. ^ a b c d e f Hydrotropes Consortium (2005). "SIDS Initial Assessment Report for SIAM 21 Hydrotropes" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2013-04-02.
  10. ^ a b c Patel, Avinash; Malinovska, Liliana; Saha, Shambaditya; Wang, Jie; Alberti, Simon; Krishnan, Yamuna; Hyman, Anthony A. (2017). "ATP as a biological hydrotrope". Science. 356 (6339): 753–756. Bibcode:2017Sci...356..753P. doi:10.1126/science.aaf6846. ISSN 0036-8075. PMID 28522535.
  11. ^ Savitski, Mikhail M.; Bantscheff, Marcus; Huber, Wolfgang; Dominic Helm; Günthner, Ina; Werner, Thilo; Kurzawa, Nils; Sridharan, Sindhuja (2019-03-11). "Proteome-wide solubility and thermal stability profiling reveals distinct regulatory roles for ATP". Nature Communications. 10 (1): 1155. Bibcode:2019NatCo..10.1155S. doi:10.1038/s41467-019-09107-y. ISSN 2041-1723. PMC 6411743. PMID 30858367.
  12. ^ Mehringer, Johannes; Do, Tuan-Minh; Touraud, Didier; Hohenschutz, Max; Khoshsima, Ali; Horinek, Dominik; Kunz, Werner (February 2021). "Hofmeister versus Neuberg: is ATP really a biological hydrotrope?". Cell Reports Physical Science. 2 (2): 100343. doi:10.1016/j.xcrp.2021.100343. ISSN 2666-3864.