王曉娟，王迪迪，李東珀，張淑芬,2

(1.桂林理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院,廣西 桂林 541000，2.大連理工大學(xué)精細(xì)化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116024)

席夫堿表面活性劑是一類通過亞氨基團(tuán)連接長(zhǎng)鏈烷基和聚乙二醇鏈、能夠溶于水，并具有表面活性的化合物[1]，是表面活性劑家族中非離子表面活性劑的成員之一，它的誕生使表面活性劑家族進(jìn)一步壯大。因其特有的生物活性，席夫堿表面活性劑的研究不斷深入。

本文概述了席夫堿表面活性劑的結(jié)構(gòu)、降低水表面張力的能力、抑制金屬表面微生物生長(zhǎng)的能力[2]，以及抑制細(xì)菌和真菌繁殖和生長(zhǎng)的能力。(1)陽(yáng)離子型席夫堿表面活性劑，不同陽(yáng)離子基團(tuán)與表面張力和臨界膠束濃度間的構(gòu)效關(guān)系，及其抑制金屬表面微生物生長(zhǎng)能力的強(qiáng)弱關(guān)系；(2)陰離子型席夫堿表面活性劑，同一陰離子基團(tuán)與不同碳鏈長(zhǎng)度烷基結(jié)合，其表面張力的大小關(guān)系，及其金屬離子配合物的抑菌性能；(3)兩性型席夫堿表面活性劑，亞氨基團(tuán)所含酸(羧酸和磺酸)的類型與表面張力和臨界膠束濃度間的關(guān)系；(4)非離子型席夫堿表面活性劑，不同鏈段長(zhǎng)度聚氧乙烯或烷基對(duì)表面張力的影響。

1 陽(yáng)離子型

陽(yáng)離子型席夫堿表面活性劑不僅具有季銨鹽或叔胺特有的優(yōu)良抗菌能力，還擁有亞氨基團(tuán)的抗菌能力，其防腐抗菌能力更加優(yōu)越，其結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的表面活性數(shù)據(jù)見表1。研究數(shù)據(jù)表明，這些化合物能夠有效降低水的表面張力[3-4]，最低臨界膠囊濃度時(shí)的表面張力(γCMC)為34.2 mN·m-1，界面張力(γIT)為5.0 mN·m-1，且通過吸附于界面抑制金屬表面微生物的生長(zhǎng)(如革蘭氏陽(yáng)性真菌、革蘭氏陰性真菌、硫酸鹽還原菌等)，達(dá)到抗菌防腐的作用。

2 陰離子型

陰離子型席夫堿表面活性劑主要是羧酸鹽類表面活性劑(見表1)。研究數(shù)據(jù)，石油基類表面活性劑[5]的γCMC最低可達(dá)34.0 mN·m-1，其金屬Ni(II)配合物能夠有效抑制釀膿鏈球菌、葡萄球菌和假單胞菌的生長(zhǎng)和繁殖；而殼聚糖類席夫堿表面活性劑[6]的CMC最低為1.69×10-2g·L-1，γCMC最低可達(dá)57.0 mN·m-1，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為7.8 mg·L-1和3.9 mg·L-1。殼聚糖的生物相容和可降解性使這類化合物有望應(yīng)用于日用品、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

表1 席夫堿類表面活性劑的結(jié)構(gòu)及其表面活性

3 兩性型

兩性型席夫堿表面活性劑以羧酸形式存在(見表1)，其在界面上吸附能力好，且能夠在較低濃度下形成膠束。Shaker等[8]的研究結(jié)果表明，該類物質(zhì)的γCMC最低可達(dá)30.0 mN·m-1，CMC最低為5.5 mmol·L-1。不僅能夠抑制細(xì)菌和真菌，還具有抗腫瘤活性，能夠?qū)θN人體腫瘤細(xì)胞(如肺、乳腺和結(jié)腸腫瘤細(xì)胞)進(jìn)行有效地抑制。

4 非離子型

非離子型席夫堿表面活性劑以聚氧乙烯鏈為主要功能基團(tuán)(見表1)，具有良好的表面活性。Negm等的研究結(jié)果表明[9-11]，該類物質(zhì)不僅能夠抑制細(xì)菌、真菌、腫瘤細(xì)胞，其金屬離子配合物的抗菌能力更強(qiáng)[10]，對(duì)大腸桿菌的抑制能力比Chohan等[16]報(bào)道的高出一個(gè)等級(jí)。另一方面，這類表面活性劑還可用于地下輸油管道[12]、合金、有色金屬、鋼鐵材料的防腐。劉崢團(tuán)隊(duì)[13-15]的研究成果表明，γCMC最低可達(dá)30.3 mN·m-1，其HLB值的理論計(jì)算值為16.826，且能夠在模擬油田水體系中起到碳鋼緩蝕的效果。淀粉基化合物的γCMC最低為58.3 mN·m-1，雖不能有效降低水的表面張力，但淀粉的母體結(jié)構(gòu)及其優(yōu)良的泡沫性質(zhì)為生物質(zhì)資源的利用找到。

席夫堿類表面活性劑是一類新型的具有抗腐蝕能力和抗菌能力的表面活性劑，能夠在酸性條件下抑制金屬(如鋼、鋁、銅)的腐蝕；也能夠抑制細(xì)菌和真菌的繁殖和生長(zhǎng)，如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、芽孢桿菌枯草桿菌、銅綠假單胞菌等。

雙醛淀粉(DAS)是一類天然多醛類淀粉化學(xué)品，也可以通過C=N雙鍵連接親水和疏水基團(tuán)，使淀粉衍生物具有合適的親水/疏水平衡，從而成為一種新型的席夫堿表面活性劑，以改善上述石油基席夫堿表面活性劑的可生物降解性。同時(shí)，形成C=N雙鍵的反應(yīng)相對(duì)簡(jiǎn)便，可以較為容易的向親水性多糖中引入疏水基團(tuán)。