2.3烷基-β-D-吡喃木糖苷的溶解焓

在同一溫度下，烷基-β-D-吡喃木糖苷隨著具有憎水作用的烷基鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，親水性逐漸變?nèi)酰憩F(xiàn)為在水中的溶解度逐漸變小。在不同溫度下，隨著溫度升高，同一烷基木糖苷溶解度增大。為了測(cè)定烷基木糖苷的溶解焓和溶解熵，分別選取室溫下在水中有一定溶解度的烷基-β-D-吡喃木糖苷6a~6f測(cè)出在15，25，35，45和55℃下的溶解度，根據(jù)式(1)所示的溫度和溶解度關(guān)系式(其中為熱力學(xué)溫度，為摩爾氣體常數(shù)，solH為溶解焓)，從圖4可得到不同溫度下溶解度曲線斜率(?solH/(2.30))，從而計(jì)算出烷基-β-D-吡喃木糖苷6a~6f的溶解焓(表2)；根據(jù)式(4)繪出相應(yīng)的溶解熵(solS)與溫度的關(guān)系曲線，如圖5所示。

表2木糖苷6a~6f的溶解焓

溶解焓為正值意味著糖苷溶于水的溶解過(guò)程是一個(gè)耗能過(guò)程。實(shí)質(zhì)上，溶解是一種熵增加的過(guò)程，即糖苷溶于水時(shí)破壞溶劑水分子體系固有的次序，使水分子之間強(qiáng)的氫鍵作用削弱，但糖苷與水分子之間包括氫鍵在內(nèi)的各種作用力，這種熵驅(qū)使的溶解作用所放出的能量不足以彌補(bǔ)溶劑水分子之間作用力削弱所需要的能量，所以，溫度提高所提供的能量有助于糖苷在溶劑水中的溶解能力增強(qiáng)。從圖5可見(jiàn)：各糖苷在水中溶解時(shí)其溶解熵呈現(xiàn)隨溫度上升而下降的線性關(guān)系，其中丁基-β-D-吡喃木糖苷6a的溶解熵最低，當(dāng)碳鏈從4個(gè)(化合物6a)增長(zhǎng)到7個(gè)和8個(gè)即庚基-β-D-吡喃木糖苷6d和辛基-β-D-吡喃木糖苷6e時(shí)溶解熵達(dá)到最大，隨后有所下降(化合物6f)。

2.4烷基-β-D-吡喃木糖苷的乳化性

烷基-β-D-吡喃木糖苷的表面性能與其烷基鏈的長(zhǎng)度有關(guān)。圖6所示為化合物6a~6f對(duì)菜籽油和苯的乳化性能。從圖6可以看出：化合物6a~6f對(duì)苯和菜籽油乳化后，靜置1 h后析出的水層體積(wb和wz)基本隨烷基鏈的增長(zhǎng)而減少，但基本相差不大，即木糖苷6a~6f對(duì)苯和菜籽油的乳化能力隨烷基鏈的增長(zhǎng)有略微增強(qiáng)；在=9時(shí)(化合物6f)，對(duì)苯和菜籽油的乳化能力都達(dá)到最大。可能是由于壬基--吡喃木糖苷(6f)的烷基鏈較長(zhǎng)，與疏水性有機(jī)化合物的作用能力強(qiáng)，從而使其與乳化物質(zhì)(苯和菜籽油)作用形成界面膜的強(qiáng)度相應(yīng)增加，乳狀液液珠聚結(jié)時(shí)受到阻力增大，形成乳狀液的穩(wěn)定性提高，從而能夠形成更加穩(wěn)定的乳液層。

2.5烷基-β-D-吡喃木糖苷的起泡力及泡沫穩(wěn)定性

木糖苷(6a～6f)的起泡性能見(jiàn)圖7。圖7表明：當(dāng)木糖苷的烷基鏈長(zhǎng)≥6(化合物6c~6f)時(shí)，具有良好的起泡性；隨著烷基鏈長(zhǎng)的增加，起泡性也逐漸增強(qiáng)；在=8時(shí)，起泡性最好，隨后又減小；當(dāng)=9時(shí)，壬基-β-D-吡喃木糖苷(6f)在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)下(0.12%)具有很強(qiáng)的發(fā)泡力，且泡沫細(xì)膩。泡沫穩(wěn)定性()隨烷基鏈長(zhǎng)的增加呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，當(dāng)為8和9時(shí)最強(qiáng)。因?yàn)樾粱?、壬基木糖?=8，9)的親水性基團(tuán)與疏水性基團(tuán)能夠良好地匹配，在液體表面形成的液膜強(qiáng)度比較大，穩(wěn)泡能力最強(qiáng)。

2.6烷基-β-D-吡喃木糖苷的表面張力

烷基-β-D-吡喃木糖苷的表面活性可以用其溶液降低表面張力的能力或效率來(lái)衡量，前者用表面活性劑使溶劑表面張力降低程度來(lái)衡量，后者用使表面張力降至一定值時(shí)所需要的表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)衡量。通過(guò)上述乳化性能和起泡性能測(cè)試結(jié)果可以看出：木糖苷6a,6b的表面活性較差，糖苷6c~6f具有良好的表面活性。本文采用最大泡壓法，在25℃下，測(cè)定并計(jì)算出不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下烷基-β-D-吡喃木糖苷6c~6f所對(duì)應(yīng)的表面張力。從圖8可以得出：1)幾種烷基-β-D-吡喃木糖苷(6c~6f)添加到水中明顯地降低了水的表面張力，呈現(xiàn)出兩親結(jié)構(gòu)特征的木糖苷分子固有的表面活性；2)在所測(cè)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，烷基木糖苷(6c~6f)表面張力都有隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先急劇下降而后又緩慢下降，最后基本不變的趨勢(shì)；3)不同的木糖苷6c~6f臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)(CMC)不同。

表3所示為烷基-β-D-吡喃木糖苷6c~6f的臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)及所對(duì)應(yīng)的表面張力。溶液表面的吸附量達(dá)到飽和時(shí)(剛好飽和時(shí)的濃度即為臨界濃度)，表面張力最小。從表3可以看出：辛基-β-D-吡喃木糖苷(6e)達(dá)到臨界濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的表面張力是最低的，能力最強(qiáng)。因?yàn)橥榛咎擒盏谋砻婊钚允怯善溆H水糖基和疏水烷基鏈共同決定，當(dāng)烷基鏈長(zhǎng)為=8(糖苷6e)時(shí)，親水性和疏水性達(dá)到最佳平衡，表面張力最低。

表4所示為糖苷6c~6f在同一濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的表面張力。從表4可見(jiàn)：當(dāng)糖苷6c~6f質(zhì)量濃度都為0.3 g/L時(shí)，表面張力隨著烷基鏈長(zhǎng)的增大而減小，糖苷6f使表面張力下降最低，效率最高。其原因可能是糖苷的烷基鏈越長(zhǎng)，疏水性越強(qiáng)，所得糖苷逃離溶液內(nèi)部而富集于溶液表面的傾向增大，因而其表面活性表現(xiàn)出隨著烷基碳鏈長(zhǎng)度的增加而增大的趨勢(shì)。