両親媒性または両親媒性分子は、所定の溶媒に同じ時間に親和性や反発を感じることができるものです。溶媒は化学的に極性または無極性に分類されます。親水性または疎水性。したがって、これらのタイプの分子は、水を「嫌う」ことができるので、水を「愛する」ことができます。
以前の定義によれば、これを可能にする方法は1つだけです。これらの分子は、構造内に極性領域と無極性領域を持たなければなりません。それらが多かれ少なかれ均一に分布しているのか（たとえば、タンパク質の場合のように）、不均一に局在しているのか（界面活性剤の場合）
気泡とは、両親媒性化合物である界面活性剤の作用により、気液界面の表面張力が低下することにより生じる物理現象です。出典：Pexels。
界面活性剤は、洗剤とも呼ばれ、太古の昔から最もよく知られている両親媒性分子です。男は石鹸や洗剤の準備に不安を抱き、奇妙な泡の人相に魅了されて以来、何度も表面張力の現象に遭遇しました。
気泡を観察することは、両親媒性分子の整列によって形成された壁が空気のガス含有量を保持する「トラップ」を目撃することと同じです。それらの球形は、空気と水の界面の表面張力を最小化するため、数学的にも幾何学的にも最も安定しています。
とは言え、両親媒性分子の他の2つの特性が議論されています。それらは、会合または自己集合する傾向があること、および液体（界面活性剤と呼ばれる可能性があるもの）の表面張力が低いことです。
会合する傾向が高い結果として、これらの分子は、それらのナノ凝集体およびそれらを構成する超分子の形態学的（さらには建築的）研究の分野を切り開きます。機能化でき、細胞とその生化学的マトリックスと計り知れない方法で相互作用できる化合物を設計することを目的としています。
構造
両親媒性分子の一般的な構造。出典：ガブリエルボリバル
両親媒性または両親媒性分子は、極性領域と無極性領域を持っていると言われました。無極性領域は通常、飽和または不飽和の炭素鎖（二重結合または三重結合）で構成され、「無極性の尾」として表されます。最も極性の低い原子が存在する「極頭」を伴う。
上の一般的な構造は、前の段落のコメントを示しています。極頭（紫色の球）は、永久双極子モーメントを持ち、水素結合を形成することもできる官能基または芳香族環です。したがって、酸素と窒素の最高含有量がそこにある必要があります。
この極性の頭部には、イオン性、負または正の電荷（または両方が同時に）も存在します。この領域は、水や他の極性溶媒に対して高い親和性を示す領域です。
一方、無極性の尾は、その主なCH結合を考えると、ロンドンの散乱力を介して相互作用します。この領域は、両親媒性分子が空気中の脂肪や無極性分子（N 2、CO 2、Arなど）にも親和性を示すという事実の原因です。
一部の化学テキストでは、上部構造のモデルがロリポップの形状と比較されます。
分子間相互作用
両親媒性分子が極性溶媒、例えば水と接触すると、その領域は溶媒分子に異なる影響を及ぼします。
まず、水分子は無極性の尾から離れて、極性の頭部を溶媒和または水和しようとします。このプロセスで分子の無秩序が作成されます。
一方、無極性尾の周りの水分子は、まるで小さな結晶のように配置され、反発力を最小限に抑える傾向があります。このプロセスでは、分子秩序が作成されます。
障害と秩序の間には、両親媒性分子が他の分子と相互作用しようとする点があり、その結果、プロセスがはるかに安定します。
ミセラ
両方とも、関連する領域が最初に相互作用するように、無極性の尾または極性の頭を介してアプローチされます。これは、上の画像の2つの「紫色のロリポップ」が黒い尾を絡み合わせる、または2つの紫色の頭を結合することを想像するのと同じです。
そして、興味深い会合現象が始まり、これらの分子のいくつかが連続して結合されます。それらは任意に関連付けられているのではなく、一連の構造パラメータに従って、極頭を極シェルとして露出させながら、無極尾を一種の「無極核」に分離することになります。
すると球形のミスセラが生まれたそうです。しかしながら、ミスセラの形成の間に、脂質二重層として知られているものからなる予備段階があります。これらおよびその他は、両親媒性分子が採用できる多くのマクロ構造の一部です。
両親媒性分子の特徴
協会
両親媒性分子によって形成される球状雑多。出典：ガブリエルボリバル
無極性の尾を黒の単位、極の頭を紫の単位とすると、上の画像では、ミスセラの樹皮が紫で核が黒くなっているのがわかります。核は無極性であり、水または溶媒分子との相互作用はありません。
一方、溶媒または媒体が無極性である場合、反発を受けるのは極性ヘッドであり、結果としてミセラの中心に配置されます。つまり、反転されます（A、下の画像）。
さまざまなタイプのその他の構造または形態。出典：ガブリエルボリバル
反転したミセリンは、黒色の無極性の殻と紫色の極性の核を持っていることが観察されています。しかし、ミセラが形成される前に、両親媒性分子は、溶媒分子の順序を個別に変更することがわかります。濃度が高くなると、それらは1層または2層構造で会合し始めます（B）。
Bから薄層が湾曲して、小胞Dを形成します。極頭に対する無極尾の形状に依存する別の可能性は、それらが会合して円筒形のミセラ（C）を生じさせることです。
ナノ凝集体と超分子
したがって、これらの分子の基本的な特性を明らかにする5つの主要な構造があります。
したがって、両親媒性分子は単独では見られず、関連して見られる。
物理的
両親媒性分子は中性またはイオン性に帯電している可能性があります。負の電荷を持つものは、極頭に負の形式電荷を持つ酸素原子を持っています。これらの酸素原子の一部は、-COOなどの官能基から来る-、-SO 4 -、-SO 3 -または-PO 4 - 。
正電荷に関しては、それらは一般的にアミン、RNH 3 +に由来します。
これらの電荷の有無は、これらの分子が一般に結晶性固体を形成するという事実を変更しません。または、それらが比較的軽い場合は、油として発見されます。
例
両親媒性または両親媒性分子のいくつかの例を以下に示します。
-フォフォリピド：ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルコリン。
-コレステロール。
-糖脂質。
-ラウリル硫酸ナトリウム。
-タンパク質（両親媒性ですが、界面活性剤ではありません）。
-フェノール性脂肪：カルダノール、カルドール、アナカルジ酸。
-セチルトリメチルアンモニウムブロミド。
-脂肪酸：パルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ラウリン酸、ステアリン酸。
-長鎖アルコール：1-ドデカノールなど。
-両親媒性ポリマー：エトキシル化フェノール樹脂など。
用途
細胞膜
これらの分子が会合する能力の最も重要な結果の1つは、一種の壁、つまり脂質二重層（B）を構築することです。
この二重層は、細胞への化合物の出入りを保護および制御するために拡張されます。無極性の尾が回転して両親媒性分子が動くのを助けるので、それは動的です。
同様に、この膜が2つの端に取り付けられている場合、垂直にするために、透過性を測定するために使用されます。これにより、さまざまな構造パラメーターを持つ新しい両親媒性分子の合成から、生体材料と合成膜の設計に関する貴重なデータが得られます。
分散剤
石油産業では、これらの分子、およびそれらから合成されるポリマーを使用して、アスファルテンを分散させます。このアプリケーションの焦点は、アスファルテンがコロイド状固体で構成され、深刻な経済的問題を引き起こす褐色黒色固体として凝集および沈殿する傾向が高いという仮説に基づいています。
両親媒性分子は、油の物理化学的変化に直面しても、アスファルテンをより長期間分散させ続けるのに役立ちます。
乳化剤
これらの分子は、通常の条件下では混和しない2つの液体の混合を助けます。たとえば、アイスクリームでは、脂肪と一緒に水と空気が同じ固形物の一部を形成するのを助けます。この目的で最も広く使用されている乳化剤には、食用脂肪酸に由来するものがあります。
洗剤
これらの分子の両親媒性の性質は、脂肪や無極性不純物をトラップするために使用され、その後、水のような極性溶媒によって同時に洗い流されます。
空気が閉じ込められた気泡の例のように、洗剤はミセル内に脂肪を閉じ込め、極性のある殻を持ち、水と効率的に相互作用して汚れを取り除きます。
酸化防止剤
極頭は、これらの分子が体内で持つことができる複数の用途を定義するため、非常に重要です。
例えば、それらが芳香環（フェノール環の誘導体を含む）とフリーラジカルを中和することができる極性環のセットを持っている場合、両親媒性の抗酸化剤が存在します。そして、それらも毒性作用を欠いている場合は、市場で入手可能な新しい抗酸化剤があります。
参考文献
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