ไฮโดรโทรป คือสารประกอบที่ช่วยละลายสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำในสารละลายในน้ำ โดยวิธีการอื่นนอกเหนือจากการละลายด้วยไมเซลล์โดยทั่วไปแล้ว ไฮโดรโทรปประกอบด้วย ส่วนที่ ชอบน้ำและ ส่วนที่ ไม่ชอบน้ำ (คล้ายกับสารลดแรงตึงผิว ) แต่ส่วนที่ไม่ชอบน้ำมักมีขนาดเล็กเกินไปที่จะทำให้เกิดการรวมตัวกันเองโดยธรรมชาติ ไฮโดรโทรปไม่มีความเข้มข้น วิกฤต ที่สูงกว่านั้นจะทำให้เกิดการรวมตัวกันเองโดยธรรมชาติ (เช่นเดียวกับ สารลดแรงตึงผิวที่สร้าง ไมเซลล์และเวสิเคิลซึ่งมีความเข้มข้นวิกฤตของไมเซลล์ (CMC) และความเข้มข้นวิกฤตของเวสิเคิล (CVC)) แต่ไฮโดรโทรปบางชนิดจะรวมตัวกันในกระบวนการรวมตัวกันเองแบบทีละขั้นตอน โดยค่อยๆ เพิ่มขนาดของการรวมตัว อย่างไรก็ตาม ไฮโดรโทรปหลายชนิดดูเหมือนจะไม่รวมตัวกันเองเลย เว้นแต่จะมีการเติมสารช่วยละลาย ตัวอย่างของไฮโดรโทรป ได้แก่ยูเรียโทซิเลต คูมี น ซัล โฟเนตและไซลีนซัลโฟเนต

คำว่าไฮโดรโทรปี (hydrotropy)เดิมทีถูกเสนอโดยCarl Neuberg ^{[ 1 ] [ 2 ]}เพื่ออธิบายการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายของสารละลายโดยการเติมเกลือโลหะอัลคาไลที่ มีความเข้มข้นค่อนข้างสูง ของกรดอินทรีย์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม คำนี้ถูกนำมาใช้ในเอกสารทางวิชาการเพื่อระบุสารที่ไม่ก่อตัวเป็นไมเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือของแข็ง ที่สามารถละลายสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำได้

โครงสร้างทางเคมีของเกลือไฮโดรโทรปิกของ Neuberg แบบดั้งเดิม (ต้นแบบคือโซเดียมเบนโซเอต ) โดยทั่วไปประกอบด้วยสองส่วนสำคัญ คือ กลุ่มแอนไอออนและวงแหวนอะโรมาติกหรือระบบวงแหวนที่ไม่ชอบน้ำ กลุ่มแอนไอออนมีส่วนช่วยในการทำให้ละลายน้ำได้สูง ซึ่งเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับสารไฮโดรโทรปิก ชนิดของแอนไอออนหรือไอออนโลหะดูเหมือนจะมีผลกระทบเล็กน้อยต่อปรากฏการณ์นี้^{[ 1 ]}ในทางกลับกัน ความเป็นระนาบของส่วนที่ไม่ชอบน้ำได้รับการเน้นย้ำว่าเป็นปัจจัยสำคัญในกลไกการละลายไฮโดรโทรปิก^{[ 3 ] [ 4 ]}

เพื่อสร้างไฮโดรโทรป ตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกจะถูกซัลโฟเนต ทำให้เกิดกรดซัลโฟนิกอะโรมาติกจากนั้นจึงทำให้เป็นกลางด้วยเบส^{[ 5 ]}

สารเติมแต่งอาจเพิ่มหรือลดความสามารถในการละลายของตัวถูกละลายในตัวทำละลายที่กำหนด เกลือที่เพิ่มความสามารถในการละลายเรียกว่า "เกลือใน" ตัวถูกละลาย และเกลือที่ลดความสามารถในการละลายเรียกว่า "เกลือออก" ตัวถูกละลาย ผลของสารเติมแต่งขึ้นอยู่กับอิทธิพลที่มีต่อโครงสร้างของน้ำหรือความสามารถในการแข่งขันกับโมเลกุลน้ำที่เป็นตัวทำละลาย^{[ 6 ]} การหาปริมาณที่สะดวกของผลของสารเติมแต่งตัวถูกละลายต่อความสามารถในการละลายของตัวถูกละลายอื่นสามารถทำได้โดยใช้สมการ Setschetow: ^{[ 7 ]}

${\displaystyle \log {\frac {S_{0}}{S}}=K\cdot C_{a}}$,

ที่ไหน

S ₀คือค่าการละลายในกรณีที่ไม่มีสารเติมแต่ง

Sคือค่าการละลายเมื่อมีสารเติมแต่งอยู่ด้วย

Ca _คือความเข้มข้นของสารเติมแต่ง

Kคือค่าสัมประสิทธิ์การเติมเกลือ ซึ่งเป็นตัววัดความไวของค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรมของสารละลายต่อเกลือ

ไฮโดรโทรปส์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ในสูตรผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล เพื่อให้สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวที่มีความเข้มข้นมากขึ้นได้ ในสหรัฐอเมริกามีการผลิต (เช่น ผลิตและนำเข้า) ประมาณ 29,000 เมตริกตันต่อปี^{[ 5 ]}การผลิต (รวมการนำเข้า) ในยุโรปและออสเตรเลียมีประมาณ 17,000 และ 1,100 เมตริกตัน ตามลำดับ^{[ 8 ] [ 9 ]}

ผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่มีไฮโดรโทรป ได้แก่ ผงซักฟอก น้ำยาทำความสะอาดพื้นผิว น้ำยาล้างจาน สบู่เหลว แชมพู และครีมนวดผม^{[ 5 ]}ไฮโดรโทรปเป็นสารเชื่อมประสาน ใช้ในความเข้มข้นตั้งแต่ 0.1 ถึง 15% เพื่อทำให้สูตรคงตัว ปรับความหนืดและจุดขุ่น ลดการแยกเฟสที่อุณหภูมิต่ำ และจำกัดการเกิดฟอง^{[ 9 ]}

อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถป้องกันการรวมตัวของโปรตีนที่ความเข้มข้นทางสรีรวิทยาปกติ และมีประสิทธิภาพมากกว่าโซเดียม ไซลีน ซัลโฟเนต ประมาณหนึ่งลำดับในการทดสอบไฮโดรโทรปแบบคลาสสิก^{[ 10 ]}กิจกรรมไฮโดรโทรปของ ATP ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นอิสระจากกิจกรรมของมันในฐานะ "สกุลเงินพลังงาน" ในเซลล์^{[ 10 ]}นอกจากนี้ ฟังก์ชันของ ATP ในฐานะไฮโดรโทรปทางชีวภาพยังได้รับการพิสูจน์แล้วทั่วทั้งโปรตีโอมภายใต้สภาวะใกล้เคียงกับสภาวะธรรมชาติ^{[ 11 ]}อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาล่าสุด ความสามารถในการไฮโดรโทรปของ ATP ได้ถูกตั้งคำถาม เนื่องจากมีลักษณะการตกตะกอนอย่างรุนแรงเนื่องจากส่วนประกอบไตรฟอสเฟต^{[ 12 ]}

ไฮโดรโทรปมีศักยภาพในการสะสม ทางชีวภาพต่ำเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วนระหว่างออกทานอลกับน้ำ มีค่าน้อยกว่า 1.0 ^{[ 5 ]}จากการศึกษาพบว่าไฮโดรโทรปมีความระเหยน้อยมาก โดยมีความดันไอน้อยกว่า 2.0x10-5 Pa ^{[ 5 ]}ไฮโดรโทรปสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบใช้ออกซิเจน การกำจัดผ่านกระบวนการบำบัดน้ำเสียขั้นที่สองของ ตะกอนเร่งมีประสิทธิภาพ มากกว่า 94% ^{[ 9 ]} การศึกษา ความเป็นพิษเฉียบพลันในปลาแสดงให้เห็นว่าค่า LC50 มากกว่า 400 มิลลิกรัมของสารออกฤทธิ์ (ai)/ลิตร สำหรับ Daphnia ค่า EC50 มากกว่า 318 มิลลิกรัมของสารออกฤทธิ์/ลิตร สายพันธุ์ที่ไวต่อสารพิษมากที่สุดคือสาหร่ายสีเขียว โดยมีค่า EC50 อยู่ในช่วง 230–236 มิลลิกรัมของสารออกฤทธิ์/ลิตร และความเข้มข้นที่ไม่พบผลกระทบ (NOEC) อยู่ในช่วง 31–75 มิลลิกรัมของสารออกฤทธิ์/ลิตร^{[ 9 ]}พบว่าความเข้มข้นที่คาดการณ์ว่าไม่มีผลกระทบในน้ำ (PNEC) คือ 0.23 มก. ai/ลิตร^{[ 8 ]}อัตราส่วนความเข้มข้นที่คาดการณ์ในสิ่งแวดล้อม (PEC)/PNEC ได้รับการกำหนดให้ < 1 ดังนั้นไฮโดรโทรปในผลิตภัณฑ์ซักผ้าและทำความสะอาดในครัวเรือนจึงไม่ก่อให้เกิดความกังวลต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 5 ] [ 8 ]}

ปริมาณการสัมผัสโดยรวมของผู้บริโภค (การสัมผัสทางผิวหนังโดยตรงและโดยอ้อม การกลืนกิน และการสูดดม) คาดว่าจะอยู่ที่ 1.42 ไมโครกรัม/กิโลกรัมน้ำหนักตัว/วัน^{[ 8 ]} พบว่าแคลเซียมไซลีนซัลโฟเนตและโซเดียมคิวมีนซัลโฟเนตทำให้เกิดการระคายเคืองตาเล็กน้อยชั่วคราวในสัตว์^{[ 9 ]} การศึกษาไม่พบว่าไฮโดรโทรปมีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ ก่อมะเร็ง หรือเป็นพิษต่อระบบสืบพันธุ์^{[ 9 ]}