image: An international team including chemists from RUDN University suggested an economically feasible and environmentally friendly method to synthesize surfactants. The new compounds can become an eco-friendly alternative to traditional chemicals used in oil production, skincare products manufacture, and in the pharmaceutical industry to transport drugs to diseased body tissues. view more
Credit: RUDN University
Une équipe internationale d'auteurs, comprenant des chimistes de RUDN University, a proposé une manière économique et écologique de synthétiser des surfactants (surfactants). Les nouveaux composés pourraient fournir des substituts écologiques aux produits chimiques traditionnels dans les soins de la peau, la production d'huile et l'administration de médicaments aux tissus malades. L'étude est publiée dans le Journal of Molecular Liquids.
Les tensioactifs (tensioactifs) sont utilisés à la fois dans l'industrie et dans la vie quotidienne .Ils sont à la base des détergents synthétiques, sont utilisés comme additifs dans les matériaux de construction (mélanges de béton, ciments, fluides de forage) et sont utilisés dans les lubrifiants et pour protéger les équipements de la corrosion. Les tensioactifs les plus respectueux de l'environnement et les plus efficaces sont les "tensioactifs jumeaux", qui comprennent deux groupes hydrophiles "attirants de l'eau". Parmi eux, on distingue les tensioactifs «pseudo-jumeaux», dans lesquels des groupes d'atomes hydrophiles et hydrophobes : «hydrophobes» sont liés entre eux. Une collaboration internationale de chimistes avec la participation de partenaires de RUDN University a synthétisé plusieurs nouveaux pseudo-jumeaux tensioactifs et a montré qu'ils ne sont pas inférieurs aux composés analogues existants dans leurs propriétés opérationnelles. Dans le même temps, la méthode publiée pour obtenir de tels tensioactifs nécessite des coûts minimes .Les substances sont obtenues à température ambiante sans l'utilisation de réactifs coûteux.
« Le développement de méthodes bon marché pour la synthèse de tensioactifs jumeaux aux propriétés satisfaisantes pour une utilisation pratique peut devenir un tournant dans la chimie des détergents. Nous nous sommes concentrés à la fois sur le développement de méthodes de synthèse et sur l'étude des propriétés de nouveaux composés »,PhD. en chimie Fedor Zubkov, professeur agrégé au département de chimie organique, RUDN University.
Pour la synthèse de nouveaux composés, les chimistes ont utilisé six des acides gras supérieurs les plus répandus : Caprique, laurique, myristique, palmitique, stéarique et oléique. Les amines synthétisées à partir de l'hexaméthylène diamine et de l'époxy propylène disponibles étaient responsables de la partie hydrophile des futurs tensioactifs. Pour obtenir un tensioactif, les chimistes ont dissous l'amine et l'un des acides dans un rapport 1/2 dans l'acétone à température ambiante, puis ont évaporé le solvant. Les liquides visqueux jaunes qui restaient après cela étaient les nouveaux tensioactifs. Leurs molécules se sont formées en raison d'interactions électrostatiques entre les atomes d'oxygène des groupes carboxyle dans la composition des acides et les groupes aminés dans la composition de l'amine.
RUDN University a étudié en détail les propriétés des composés obtenus, tout d'abord la capacité, clé pour les tensioactifs, à réduire la tension superficielle des solutions et à former des micelles. Cette propriété des tensioactifs est utilisée, par exemple, en cosmétique. Les valeurs les plus faibles de tension superficielle (jusqu'à 20 millinewtons par mètre) ont été obtenues en utilisant des tensioactifs à base d'acide myristique. Selon cet indicateur, le nouveau composé est pratiquement à égalité avec les tensioactifs fluorés, qui sont généralement utilisés dans l'industrie. Mais contrairement à eux, le nouveau surfactant comporte moins de risques environnementaux. Les liaisons chimiques qu'il contient ne sont pas aussi stables, il est biodégradable et, vraisemblablement, ne s'accumule pas dans l'environnement.
D'autres paramètres importants pour les tensioactifs sont le moussage et la stabilité de la mousse. Cinq des six nouveaux tensioactifs ont formé de la mousse dans une solution aqueuse, et deux d'entre eux, à base d'acides laurique et myristique, ont produit 3 à 4 fois plus de volume de mousse que le volume de solution initial. Les tensioactifs à base d'acides palmitique et stéarique formaient moins de mousse, mais il s'est avéré être plus stable et duré jusqu'à trois jours. Ces paramètres et d'autres des nouveaux composés les rendent prometteurs pour une utilisation dans la production de cosmétiques, de médicaments, de protection contre la corrosion des bâtiments et des installations industrielles, ainsi que dans l'amélioration de la récupération du pétrole.
« Les tensioactifs jumeaux et leur synthèse sont une tâche urgente de la chimie moderne. Il s'agit d'un remplacement potentiel des tensioactifs monomères traditionnels à la lumière du « verdissement» de la chimie moderne », PhD en chimie Fedor Zubkov, professeur agrégé du département de chimie organique, RUDN University.
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Journal
Journal of Molecular Liquids