НАТРИЕВ ДОДЕЦИЛ СУЛФАТ (SDS): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На натриев сулфат додецилсулфат (SDS), е синтетичен анионен и амфифилна органична сол. Аполарната и хидрофобната част съответства на въглеводородната верига; докато полярната и хидрофилната част се дължи на сулфат, с отрицателен заряд.

SDS е повърхностно активно вещество: молекулите му се поставят върху повърхността на водни разтвори, което води до намаляване на повърхностното напрежение. Тази функция позволява използването му в шампоан, пасти за зъби, сапуни и други предмети за лична хигиена и почистване на домакинствата.

Структура на docile натриев сулфат. Източник: Benjah-bmm27 чрез Wikipedia.

Натриевият додецил сулфат се свързва с протеина и причинява разгръщането му, придобивайки удължена форма. Сулфатните групи са изложени на вода, придобивайки протеини с отрицателни заряди, чийто брой е пропорционален на молекулното им тегло.

Поради тази причина SDS позволява определянето на молекулните тегла на протеините с помощта на полиакриламидна електрофореза.

Въпреки че е подозиран възможен канцерогенен ефект на SDS, не е категорично показано, че това е така. SDS може да предизвика дразнене на кожата и очите, подобно на други почистващи препарати.

Структура на SDS

Първото изображение показва молекулата на SDS с модел на сфери и пръти. Както се вижда, тя има хидрофобна и неполярна газирана опашка (черни и бели сфери); и в същото време, полярен глава, благодарение на присъствието на групата -SO ₄ ^- (жълти и червени сфери).

Въпреки че не е показано, следва да има лилаво сфера представляващ Na ⁺ катион, в непосредствена близост до -SO ₄ ^{- група}, взаимодейства електростатично.

Това каза, че е лесно да се разбере защо това съединение е амфифилно; а също и анионно повърхностно активно вещество, тъй като зарядът на SDS е отрицателен и може да привлече други катиони в допълнение към Na ⁺.

Молекулата създава фалшивото впечатление, че е твърда, неподвижна линейна структура. Все пак е точно обратното. SDS може да се сравни с "червей", чиято газирана опашка проявява множество вибрации и завъртания на своите единични връзки. Това го прави способен да приема различни форми или гънки в средата; например във вода.

кристали

Кристална структура на натриев додецил сулфат. Източник: Benjah-bmm27

Въпреки че е вярно, че натриевият додецил сулфат е динамична молекула, в твърдо състояние не е необходимо да се движи твърде много, като се държи като "проста" пръчка. И по този начин всяка молекула или пръчка е разположена по такъв начин, че да увеличи взаимодействията между карбонатните опашки и в същото време тези на техните йонни заряди.

Резултатът е образуването на моноклиничен кристал, при който молекулите на SDS са опаковани в няколко колони от пръчки (горно изображение). Междумолекулните сили, които ги свързват, са такива, че тези кристали се нуждаят от температура от 206 ° С, за да се стопят в течната фаза.

Мицелите

Извън комфорта на своите кристали, SDS молекулата вече не може да стои неподвижно; започва да усуква опашката си, за да увеличи или намали взаимодействията с външната среда.

Ако тази среда е вода, феномен, наречен образуване на мицели се случва: на газирани и хидрофобните опашки се присъединят, за да се активира, а полярни глави, от -SO ₄ ^- групи, остават на повърхността взаимодейства с H ₂ O молекули.,

Така мицелът придобива облилатната елипсоидна морфология (като Земята, но по-разсеяна). В чашата те са като блокове от пръчки, а във водна среда като елипсоидни мицели. Ами ако средата е била мазна? Мицелът би бил обърнат: полярните глави SO ₄ ^- щяха да отидат към ядрото, докато техните газирани опашки ще бъдат изложени на маслото.

Имоти

Имена

- Натриев додецил сулфат (SDS).

- Натриев лаурил сулфат (SLS).

Молекулярна формула

C ₁₂ H ₂₅ O ₄ SNA.

Моларна маса

288.378 g / mol.

Физическо описание

Различни презентации: сух прах, течно или мокро твърдо вещество. Кристалите му имат бял или кремав цвят.

миризма

Слаба миризма на мастни вещества, без мирис.

Точка на топене

206 ° C.

Разтворимост във вода

1 · 10 ⁵ mg / L. 1 g разтворен в 10 ml опалесциращ разтвор.

плътност

1,01 гр / см ³.

стабилност

Стабилен е при препоръчителни условия за съхранение.

разлагане

При нагряване до разлагане изпуска бял дим от серен оксид и натриев оксид.

Повърхностно напрежение

39,5 дина / см при 25 ° С.

Критична моларна концентрация

Той е 8,2 mM в чиста вода при 25 ° C.

Приложения

Лични грижи и почистване на дома

Додецил сулфатът е повърхностно активно вещество, което се използва в много продукти, като сапуни за ръце, вани за пяна, кремове за бръснене и др. Използва се и за отстраняване на трудно отстраними петна от дрехи, в почистване на подове и бани, почистване на кухненски предмети и др.

Ветеринарна и хуманна медицина

Използва се като репелент срещу бълхи и кърлежи, присъстващи при животни. Използва се и като овлажнител при някои антибиотици, за орална или локална употреба.

SDS е микробициден срещу обвитите вируси като ХИВ, типове 1 и 2 и вируса на херпес симплекс (HSV-2). Действа и върху вируси, които не са обхванати: папиломен вирус, реовирус, ротавирус и полиовирус. Тази употреба обаче не е одобрена.

Използването на SDS е предложено като двойник, който осигурява защита срещу вируси, предавани по полов път. Също така, при преработката на кърмата за елиминиране или намаляване на възможността за предаване на ХИВ чрез кърмене.

В допълнение към антивирусното си действие, SDS действа върху патогенни бактерии и гъбички. SDS премахва резистентността към наркотици и полов трансфер от E.coli; и блокира растежа на множество грамположителни бактерии.

В лабораторията

SDS се свързва с протеини, причиняващи денатурацията им, снабдявайки ги с отрицателни заряди и конформационна промяна. Това позволява определянето на техните молекулни тегла чрез полиакриламидна електрофореза.

SDS се използва и при подготовката на проби от мозъчна тъкан за използване при лека микроскопия. Използва се и за приготвяне на кръвни проби за преброяване на броя на еритроцитите.

SDS се използва при пречистването на нуклеинови киселини, поради способността му да разтваря мембрани и инхибиращото му действие върху активността на ензимите RNase и DNase.

Освен това, SDS се използва за характеризиране на кватернерни амониеви съединения.

Хранителна добавка

SDS се използва като емулгатор и сгъстител в храните. Подобрява стабилността и текстурата на печива. Освен това се използва като помощно средство при биенето на сухи яйчни продукти.

промишленост

SDS се използва в галванопластиковата промишленост, по-специално никел и цинк; като емулгатор и пенетрант за отстраняване на лак и боя; при формулирането на инжектирани взривни вещества; и в твърди ракетни горива като пенообразуващ агент.

Рискове

Постоянното излагане на SDS може да причини хиперплазия на кожата при морски свинчета. Зайците и хората са по-малко податливи на тези наранявания. Директният контакт със SDS при концентрация ≤ 20% може да причини умерено възпаление и дразнене на кожата.

От друга страна, продължителното излагане на SDS може да причини дерматит, с признаци на зачервяване, подуване и мехури.

SDS може да предизвика дразнене на очите при контакт. Той също може да бъде много реактивен при някои хора, като причинява дразнене на дихателните пътища и дихателни дистрес при вдишване.

В редки случаи поглъщането на SDS може да причини каустично нараняване. Но се съобщава при деца, които са погълнали SDS, бързо развиващо се обилно повръщане, депресия на ЦНС и дихателен дистрес.

Не са открити доказателства за генотоксичност или тератогенно действие при SDS. При 242 пациенти с екзематозен дерматит е установено, че 6,4% от пациентите имат алергия, което се дължи на употребата на SDS.

Препратки

1. Структурни данни от LA Smith, RB Hammond, KJ Roberts, D. Machin, G. McLeod (2000). Определяне на кристалната структура на безводен натриев додецил сулфат, като се използва комбинация от синхротронна радиационна дифракция на прах и техники за молекулно моделиране. Списание за молекулярна структура 554 (2-3): 173-182. DOI: 10.1016 / S0022-2860 (00) 00666-9.
2. Wikipedia. (2019). Натриев додецил сулфат. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. Национален център за информация за биотехнологиите. (2019). Натриев додецил сулфат. PubChem база данни. CID = 3423265. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Хамуда Б. (2013). Температурен ефект върху наноструктурата на мицелите на SDS във водата. Списание за изследвания на Националния институт за стандарти и технологии, 118, 151–167. doi: 10.6028 / jres.118.008
5. Elsevier. (2019). Натриев додецил сулфат. Science Direct. Възстановено от: sciencedirect.com
6. Кумар, С., Теджасенуо, Ж. К. и Ципила, Т. (2014). Токсикологични ефекти на натриев додецил сулфат. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 6 (5): 1488-1492.
7. Токсикологична мрежа от данни. (SF). Натриев лаурил сулфат. TOXNET. Възстановени от: toxnet.nlm.nih.gov