Lastnosti alkilnih poliglukozidov

Podobno kot polioksietilen alkil etri,alkil poliglikozidiso običajno tehnične površinsko aktivne snovi. Proizvedeni so z različnimi načini Fischerjeve sinteze in so sestavljeni iz porazdelitve vrst z različnimi stopnjami glikozidacije, označene s povprečno vrednostjo n. To je definirano kot razmerje med skupno molsko količino glukoze in molsko količino maščobnega alkohola v alkil poliglukozidu, ob upoštevanju povprečne molekulske mase, kadar se uporabljajo mešanice maščobnih alkoholov. Kot že omenjeno, ima večina alkilnih poliglukozidov, pomembnih za uporabo, povprečno n-vrednost 1,1-1,7. Zato vsebujejo alkil monoglukozide in alkil diglukozide kot glavne sestavine, pa tudi manjše količine alkil triglukozidov, alkil tetraglukozidov itd. do alkil oktaglukozidov poleg oligomerov, manjše količine (običajno 1-2 %) maščobnih alkoholov, ki se uporabljajo v sinteza poliglukoze, soli, predvsem zaradi katalize (1,5-2,5%), pa so vedno prisotne. Številke so izračunane glede na aktivno snov. Medtem ko je mogoče polioksietilen alkil etre ali mnoge druge etoksilate nedvoumno opredeliti s porazdelitvijo molekulskih mas, analogen opis nikakor ni ustrezen za alkil poliglukozide, ker različna izomerija povzroči veliko bolj zapleteno paleto izdelkov. Razlike v obeh razredih površinsko aktivnih snovi povzročajo precej različne lastnosti, ki izvirajo iz močne interakcije glavnih skupin z vodo in delno med seboj.

Etoksilatna skupina polioksietilen alkil etra močno interagira z vodo, pri čemer tvori vodikove vezi med etilenskim kisikom in molekulami vode, s čimer gradi micelarne hidratacijske lupine, kjer je strukturiranje vode večje (nižja entropija in entalpija) kot v razsuti vodi. Hidracijska struktura je zelo dinamična. Običajno sta z vsako skupino EO povezani dve do tri molekule vode.

Če upoštevamo glukozilne glavne skupine s tremi OH funkcijami za monoglukozid ali sedmimi za diglukozid, se pričakuje, da bo obnašanje alkil glukozida zelo drugačno od obnašanja polioksietilen alkil etrov. Poleg močne interakcije z vodo obstajajo tudi sile med glavnimi skupinami površinsko aktivnih snovi v micelah in v drugih fazah. Medtem ko so samo primerljivi polioksietilen alkil etri tekočine ali trdne snovi z nizkim tališčem, so alkil poliglukozidi trdne snovi z višjim tališčem zaradi medmolekularne vodikove vezi med sosednjimi glukozilnimi skupinami. Kažejo izrazite termotropne lastnosti tekočih kristalov, kot bo razloženo v nadaljevanju. Medmolekularne vodikove vezi med glavnimi skupinami so prav tako odgovorne za njihovo razmeroma nizko topnost v vodi.

Kar zadeva samo glukozo, je interakcija glukozilne skupine z okoliškimi molekulami vode posledica obsežne vodikove vezi. Pri glukozi je koncentracija tetraedrično urejenih molekul vode večja kot v vodi sami. Zato lahko glukozo in verjetno tudi alkilne glukozide razvrstimo kot "tvorca strukture", kar je kakovostno podobno obnašanju kot etoksilati.

V primerjavi z obnašanjem etoksilatnega micela je efektivna medfazna dielektrična konstanta alkilnega glukozida veliko višja in bolj podobna kot pri vodi kot pri etoksilatu. Tako je območje okoli glavnih skupin pri micelu alkil glukozida podobno vodi.