I den här avhandlingen har vi studerat hur man kan göra nya tensider. En tensid är en speciell molekyl som har förmågan att lösa sig i både vatten och olja. Man kan göra följande experiment hemma: Fyll en glasburk till hälften med vatten och tillsätt en droppe matolja. Oljan bildar en droppe ovanpå vattnet, därför att vatten och olja inte är blandbara. Vatten är polärt och olja är opolärt. Om man rör om med en sked kommer oljedroppen förvisso att dela upp sig i mindre droppar, men så snart man slutar att röra kommer dessa att lägga sig på vattenytan igen. Sätt nu en droppe diskmedel till blandningen och rör om. Nu sprider sig oljedropparna mycket bättre i vattnet, och de lägger sig heller inte på vattenytan lika fort när man slutar att röra. Det här beror på att diskmedel innehåller en tensid, som har en polär och en opolär del. Den polära delen passar ihop med det polära vattnet, medan den opolära delen passar ihop med den opolära oljan. På så vis kan tensiden hjälpa till att lösa upp opolära ämnen i polära vätskor. Den aktiva delen av ett läkemedel består ofta av opolära ämnen, vilka inte löser sig i polära vätskor såsom vatten. Eftersom kroppen består till stor del av vatten måste man ändå försöka få läkemedlet vattenlösligt, för att möjliggöra transport via blodet till problemområdet. Det kan man uppnå genom att tillsätta tensider. Om läkemedel-tensidblandningen ska ges till djur eller människor får inte tensiden orsaka någon skada i kroppen. Vi har försökt framställa tensider som ska kunna användas för att just lösa läkemedel i vatten. För att kunna framställa nya tensider måste man ha kunskap i organisk syntes. Det betyder att man måste veta hur man från små intermediat (”byggstenar”) successivt kan bygga upp nya molekyler som har de önskvärda egenskaperna. Genom olika typer av organisk syntes har vi byggt upp tre nya tensidtyper, vars egenskaper vi studerat med olika mätningar. Ingen av dessa tensider lämpade sig som tillsats till läkemedel, men vårt arbete har givit mycket ny kunskap om hur framtida tensidmolkyler kan tillverkas och vilka egenskaper de får. / This thesis deals with the synthesis and characterization of new polyhydroxy surfactants. The first part describes the synthesis of three new surfactant classes, and the second part concerns the surface chemical characterization of the synthesized surfactants. A stereodivergent route for preparation of hydrophilic head groups was developed, that featured consecutive stereoselective dihydroxylations of a diene. This method provided in total four different polyhydroxylated head groups. These surfactant head groups were natural and unnatural sugar analogues, and were used for the coupling with two different hydrophobic tail groups. Another approach took advantage of a metathesis reaction and provided a polyhydroxylated compound that was coupled to 12-hydroxy stearic acid The third class of surfactants contained an amide linkage between the hydrophilic and the hydrophobic parts. The hydrophilic part consisted of two glucose units, and 12-hydroxy stearic acid was used as the hydrophobic part. The hydroxy moiety in the tail group was further functionalized as aliphatic esters, which provided in total four different surfactants. A selection of the surfactants was used to investigate the chiral discrimination in Langmuir monolayers at an air-water interface. The isotherms showed a remarkable difference in compressibility between diastereomeric surfactants and also a pronounced chiral discrimination between racemic and enantiomerically pure surfactants, favoring heterochiral discrimination. The monolayers were also investigated with Brewster angle microscopy (BAM) and grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). It was not possible to observe any chirality dependent features from the BAM images, but the GIXD measurement supported the conclusion that heterochiral discrimination governed the intermolecular forces within the racemic monolayer. The third class of surfactants, containing an amide linkage between the glucose units and 12-hydroxy stearic acid was evaluated with respect to the CMC and the haemolytic activity. These surfactants were all haemolytic close to their respective CMC. / QC 20101015

<p>I den här avhandlingen har vi studerat hur man kan göra nya tensider. En tensid är en speciell molekyl som har förmågan att lösa sig i både vatten och olja.</p><p>Man kan göra följande experiment hemma: Fyll en glasburk till hälften med vatten och tillsätt en droppe matolja. Oljan bildar en droppe ovanpå vattnet, därför att vatten och olja inte är blandbara. Vatten är polärt och olja är opolärt. Om man rör om med en sked kommer oljedroppen förvisso att dela upp sig i mindre droppar, men så snart man slutar att röra kommer dessa att lägga sig på vattenytan igen. Sätt nu en droppe diskmedel till blandningen och rör om. Nu sprider sig oljedropparna mycket bättre i vattnet, och de lägger sig heller inte på vattenytan lika fort när man slutar att röra. Det här beror på att diskmedel innehåller en tensid, som har en polär och en opolär del. Den polära delen passar ihop med det polära vattnet, medan den opolära delen passar ihop med den opolära oljan. På så vis kan tensiden hjälpa till att lösa upp opolära ämnen i polära vätskor.</p><p>Den aktiva delen av ett läkemedel består ofta av opolära ämnen, vilka inte löser sig i polära vätskor såsom vatten. Eftersom kroppen består till stor del av vatten måste man ändå försöka få läkemedlet vattenlösligt, för att möjliggöra transport via blodet till problemområdet. Det kan man uppnå genom att tillsätta tensider. Om läkemedel-tensidblandningen ska ges till djur eller människor får inte tensiden orsaka någon skada i kroppen.</p><p>Vi har försökt framställa tensider som ska kunna användas för att just lösa läkemedel i vatten. För att kunna framställa nya tensider måste man ha kunskap i organisk syntes. Det betyder att man måste veta hur man från små intermediat (”byggstenar”) successivt kan bygga upp nya molekyler som har de önskvärda egenskaperna. Genom olika typer av organisk syntes har vi byggt upp tre nya tensidtyper, vars egenskaper vi studerat med olika mätningar. Ingen av dessa tensider lämpade sig som tillsats till läkemedel, men vårt arbete har givit mycket ny kunskap om hur framtida tensidmolkyler kan tillverkas och vilka egenskaper de får.</p> / <p>This thesis deals with the synthesis and characterization of new polyhydroxy surfactants. The first part describes the synthesis of three new surfactant classes, and the second part concerns the surface chemical characterization of the synthesized surfactants.</p><p>A stereodivergent route for preparation of hydrophilic head groups was developed, that featured consecutive stereoselective dihydroxylations of a diene. This method provided in total four different polyhydroxylated head groups. These surfactant head groups were natural and unnatural sugar analogues, and were used for the coupling with two different hydrophobic tail groups.</p><p>Another approach took advantage of a metathesis reaction and provided a polyhydroxylated compound that was coupled to 12-hydroxy stearic acid</p><p>The third class of surfactants contained an amide linkage between the hydrophilic and the hydrophobic parts. The hydrophilic part consisted of two glucose units, and 12-hydroxy stearic acid was used as the hydrophobic part. The hydroxy moiety in the tail group was further functionalized as aliphatic esters, which provided in total four different surfactants.</p><p>A selection of the surfactants was used to investigate the chiral discrimination in Langmuir monolayers at an air-water interface. The isotherms showed a remarkable difference in compressibility between diastereomeric surfactants and also a pronounced chiral discrimination between racemic and enantiomerically pure surfactants, favoring heterochiral discrimination. The monolayers were also investigated with Brewster angle microscopy (BAM) and grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). It was not possible to observe any chirality dependent features from the BAM images, but the GIXD measurement supported the conclusion that heterochiral discrimination governed the intermolecular forces within the racemic monolayer.</p><p>The third class of surfactants, containing an amide linkage between the glucose units and 12-hydroxy stearic acid was evaluated with respect to the CMC and the haemolytic activity. These surfactants were all haemolytic close to their respective CMC.</p>