Polikuaterniyum ve Uygulamaları

Polyquaternium, kişisel bakım endüstrisinde kullanılan çeşitli polikatyonik polimerleri ifade eden uluslararası bir kozmetik içerik terminolojisidir. Polyquaternium, polimerlerdeki kuaterner amonyum merkezlerinin varlığını vurgulamak için kullanılan bir neologizmdir. INCI, polikuaterniyum olarak en az 40 farklı polimer adını onaylamıştır. Farklı polimerler, 'polikuaterniyum' kelimesini takip eden sayısal değerle ayırt edilir. Polikuaterniyum-5, polikuaterniyum-7 ve polikuaterniyum-47, her biri kimyasal olarak farklı bir polimer olan üç örnektir. Bu sayılar, kimyasal yapılarından dolayı değil, kaydedildikleri sıraya göre atanmıştır. Polikuaterniyumlar özellikle saç kremlerinde, şampuanlarda, köpüklerde, saç spreylerinde, saç boyalarında, kişisel yağlayıcılarda ve kontakt lens solüsyonlarında faydalıdır. Pozitif yüklü olduklarından çoğu şampuanın ve saç proteininin negatif yükünü nötralize edebilir ve saçın pürüzsüzleşmesine yardımcı olabilirler. Pozitif yükleri ayrıca onları saça ve cilde iyonik olarak bağlar. bazılarının antimikrobiyal özellikleri vardır.

Kuaterner amonyum katyonu: 

Kimyada, kuaterner amonyum tuzları olarak da bilinen kuaterner amonyum katyonları, R'nin bir alkil, aril veya organik grup olduğu [NR4]+ yapısına sahip pozitif yüklü çok atomlu iyonlardır. Amonyum iyonları (NH+4) ve birincil, ikincil veya üçüncül amonyum katyonlarının aksine, dördüncül amonyum katyonları, çözeltilerinin pH'ından bağımsız olarak kalıcı olarak yüklenir. Kuaterner amonyum tuzları veya kuaterner amonyum bileşikleri (petrol sahası terminolojisinde kuatlar) kuaterner amonyum katyonlarının tuzlarıdır. Polyquat'lar, daha büyük bir molekül içinde birden fazla kuaterner amonyum molekülü sağlayan çeşitli tasarlanmış polimer formlarıdır. Kuaterner amonyum bileşikleri, antimikrobiyaller (deterjanlar ve dezenfektanlar gibi), kumaş yumuşatıcıları ve saç kremleri dahil olmak üzere tüketici uygulamalarında kullanılır. Antimikrobiyal bir madde olarak SARS-CoV-2 gibi zarflı virüsleri etkisiz hale getirebilirler. Kuatlar, yüzeylerde ağartıcı bazlı dezenfektanlara göre daha yumuşak olma eğilimindedir ve genellikle kumaşlar için güvenlidir.

Sentez

Kuaterner amonyum bileşikleri, üçüncül aminlerin alkilasyonuyla hazırlanır. Ticari kuaterner amonyum tuzlarının endüstriyel üretimi genellikle birincil veya ikincil aminler üreten yağlı nitrillerin hidrojenasyonunu içerir. Bu aminler daha sonra metil klorür ile işlendi. Alkilaminlerin alkil halojenürlerle kuaternizasyonu iyi belgelenmiştir. Eski literatürde bu genellikle Menshutkin reaksiyonu olarak anılırdı, ancak modern bilim adamları buna genellikle basitçe kuaternizasyon reaksiyonu olarak atıfta bulunur. Bu reaksiyon, eşit olmayan uzunlukta alkil zincirlerine sahip bileşikler oluşturmak için kullanılabilir; örneğin katyonik yüzey aktif maddeler yapılırken, bir amin üzerindeki alkil gruplarından biri genellikle diğerinden daha uzundur. Tipik bir sentez, uzun zincirli alkil dimetilamin ve benzil klorürden benzalkonyum klorürün sentezidir:

CH3(CH2)nN(CH3)2+ClCH2C6H5⟶[CH3(CH2)nN(CH3)2CH2C6H5]+Cl−

Uygulamalar

Kuaterner amonyum tuzları dezenfektan, yüzey aktif madde, kumaş yumuşatıcı ve antistatik ajan olarak (örn. şampuanlarda) kullanılır. Sıvı kumaş yumuşatıcılarda genellikle klorür tuzları kullanılır. Kurutucu ayırma şeritlerinde sülfatlar sıklıkla kullanılır. Eski alüminyum elektrolitik kapasitörler ve sperm öldürücü jöleler ayrıca kuaterner amonyum tuzları içerir. Kuaterner amonyum bileşikleri ayrıca doğum kontrol preparatlarında, veterinerlik ürünlerinde, teşhis testlerinde, aşı üretiminde ve burun preparatlarında da kullanılır. Bazı bilim adamları, kuaterner amonyum dezenfektanlarının güvenliği hakkında ne kadar az şey bilindiğine dair endişelerini dile getirdiler. Ağustos 2020 itibarıyla, ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından COVID-19'a karşı etkili olması önerilen dezenfektanların yarısı bu kuaterner amonyum tuzlarından birini içeriyor ve genellikle tek bileşen olarak kuaterner amonyum tuzunu içeriyor. Kuaterner amonyum tuzlarına maruz kalan Salmonella ve E. coli O157:H7 gelişmiştir. Antibiyotiklere karşı çapraz direnç. Endişe verici bir konu da, COVID-19 salgınıyla ilişkili kuaterner amonyum bileşiklerinin artan kullanımının, doğal ve mühendislik ortamlarındaki daha büyük mikrobiyal topluluklarda antibiyotik direnci üzerindeki potansiyel etkisidir.~!phoenix_var43_1!~

İlaçlar

Kuaterner amonyum bileşikleri antimikrobiyal aktiviteye sahiptir. Kuaterner amonyum bileşikleri, özellikle uzun alkil zincirleri içerenler antimikrobiyal ve dezenfektan olarak kullanılır. Örnekler benzalkonyum klorür, benzetonyum klorür, metilbenzetonyum klorür, setamat Amonyum Bromür, Didesildimetilamonyum Klorür ve Domifen Bromürdür. Ayrıca mantarlara, amiplere ve zarflı virüslere karşı da faydalıdır: SARS-CoV-2. Çoğu kuaterner amonyum bileşiğinin hücre zarlarını veya viral zarfları bozarak çalıştığı düşünülmektedir. Dequalinyum ve benzeri çift QAC'ler gibi bazı QAC'ler. Kuatlar, endosporlar ve zarfsız virüsler dışında çok çeşitli organizmalar için öldürücüdür; bunların hiçbiri saldırılabilir bir zar kaplamasına sahip değildir. Endosporlarla, onları çimlenmeye zorlayan kimyasallar eklenerek mücadele edilebilir. Biyofilmlerdeki Gram negatif bakterilere, mikobakterilere ve bakterilere karşı daha az etkilidirler çünkü nüfuz edilmesi veya parçalanması gereken ek katmanlara sahiptirler. MRSA gibi bazı bakteriler, katyonları hücre dışına pompalayan qacA/B ve qacC/D direnç genlerini edinmiştir.