药剂学课件第三章表面活性剂.ppt

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1、第三章 表面活性剂,3.1 概述,任何液体都有表面张力，使液体表面张力降低的性质称表面活性。表面活性剂：使液体表面张力显著下降的物质。同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等性质。,3.1 概述,表面活性剂的结构特征：两亲性分子：极性亲水基、非极性疏水基非极性基团：8个碳的链烃，或含杂环和芳环的碳链极性基团：羧酸或磺酸及盐，硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯 氨基或胺基及盐,表面活性剂的在溶液中的正吸附因分子具极性基团和非极性基团的两亲性，表面活性剂溶解于水，在水空气界面定向排列，亲水基向水而亲油基向空气。浓度较稀时，表面活性剂几乎集中在表面形成单分子层，并将溶液的表面张力降低到纯水的表面引

2、力以下。,表面活性剂在溶液中的正吸附,3.2 表面活性剂的分类,根据来源：天然、合成根据解离的过程，可分为：阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性离子表面活性剂非离子表面活性剂,天然表面活性剂 来源动植物，亲水高分子，降低界面张力的能力不强，形成高分子膜使乳剂稳定。具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等性能。毒性小，稳定性好可用于静脉注射剂。用作O/W乳化 剂，需加防腐剂。,天然表面活性剂：a.阿拉伯胶：糖苷酸和阿拉伯酸的钾、钙、镁盐，阿拉伯酸为支链型多糖，含一个羧基。阿拉伯胶在油/水界面形成粘弹性的高分子层膜；羧基电离，界面膜带负电；机械和电的阻力，有效防止乳滴合并。,天然表面活性剂：b.大豆磷脂

3、和卵磷脂大豆磷脂：大豆油中分离，以卵磷脂为主；亲水基：磷酸根、胆碱；亲油基：烃链；精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。卵磷脂：玉米、花生、蛋类制得，可人工合成；对油脂乳化能力很强，可制成乳滴小、稳定性高的O/W型亚微乳。,一.离子表面活性剂类 1.阴离子型：肥皂类：高级脂肪酸的盐(RCOO-)nMn+脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见，Mn+为碱金属、碱土金属，一般仅用于外用制剂。,1.阴离子型硫酸化物：ROSO3-M+硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂。高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠。易与高分子阳离子药物作用，对粘膜有一定刺激。主要用作外用软膏的乳化

4、剂，也可作固体制剂的润湿剂或增溶剂。,1.阴离子型磺酸化物：RSO3-M+脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物，,起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.结构：含有一个五价氮原子。2.特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵(新洁尔灭),（二）阳离子表面活性剂,分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去

5、污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。,（三）两性离子表面活性剂,在水溶液中不解离。1.结构组成：亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健 2.性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。,二、非离子表面活性剂,（一）脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB34，表面活性弱。应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。,常用品种,（二）多元醇型 1.蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，是

6、蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸，HLB513，表面活性弱。应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。,常用品种,2.脂肪酸山梨坦：司盘类Spans 即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸Spans(混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为：应用：HLB1.83.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。,（二）多元醇型,（二）多元醇型,3.聚山梨酯(polysorbate)：吐温Tweens 即聚氧乙烯

7、脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。脂肪酸品种和数量不同分为：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。,1.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类Myrj 系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 因n不同，产品常用的有：Myri-45-49-51-52-53 应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。,（三）聚氧乙烯型,2.聚氧乙烯脂肪醇醚 系聚乙二醇与脂

8、肪醇缩合而成的醚。通式:RO(CH2O CH2)nH 产品有:1）苄泽类(Brij)，如Brij-30 和-35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，n为10-20时作油/水乳化剂。2）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3）平平加O(Perogol O)为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。4）埃莫尔弗(Emlphor)为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。,（三）聚氧乙烯型,即泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)。通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH 性质：为淡黄色液体或固体

9、；分子量100014000；HBL0.530；随聚氧丙烯比例增加，则亲油性增强；随聚氧乙烯比例增加，则亲水性增强；具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等多种优良性能，但增溶能力较弱。特点：对皮肤无刺激和过敏性，对粘膜刺激性很大，毒性中较小，Poloxamer118 可作为o/w型乳化剂，是目前用于静脉乳剂少数合成的乳化剂之一，用本品制备的乳剂能耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。,（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,3.3 表面活性剂的性质 一、理化性质 二、生物学性质,胶束形成 正吸附达饱和后增加浓度，分子转入溶液，因亲油基的存在，水分子对表面活性剂分子的 排斥力吸引力，表面活性剂分子依靠范

10、德华力聚集，形成亲油基向内亲水基向外的胶束。,临界胶束浓度（CMC）表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。此时，溶液的表面张力达最低值。不同的表面活性剂，每个胶束中分子缔合数不同。非离子表面活性剂的缔合数较大。,胶束的结构球形：碳氢链无序缠绕形成疏水内核，与亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层，亲水基分布在球状胶束表面发生一定程度的水合作用。对离子型表面活性剂，其反离子吸附在胶束表面。棒形：表面活性剂浓度继续增加的结果，具有一定柔顺性。六角束状：浓度再增加。层状：浓度再大，呈液晶状。,亲水亲油平衡值（HLB）表面活性剂分子中亲水和亲油基对油或水的综合亲和力。HLB值限定为0-40。非离子表面活性剂

11、HLB值范围0-20。全由疏水碳氢石蜡分子的HLB值为0。全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的HLB值为20。既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的HLB为0-20。,亲水亲油平衡值（HLB）HLB值与表面活性剂的应用有关。3-6，亲油性较好，作W/O型乳化剂。7-9，作为润湿剂8-18，亲水性较好，作O/W型乳化剂。13-18，可作增溶剂。,非离子表面活性剂的HLB值具有加和性。简单的二组分活性剂体系的HLB值可计算：(离子表面活性剂不适用),例题1,计算45%司盘60（HLB=4.7）和55%吐温60（HLB）组成的混合表面活性剂的HLB值？,表面活性剂的增溶作用,表面活性剂通过胶束可增加难溶性

12、药物溶解度水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中溶解度显著增加，形成透明胶体溶液。起增溶作用的表面活性剂叫增溶剂，被增溶的物质叫增溶质。増溶剂的最适HLB 13-18。常用的有：聚山梨酯类，聚氧乙烯脂肪醇醚类,在CMC以上，随表面活性剂浓度增加，胶束数量增加，增溶量增加。每1g增溶剂增溶药物的克数称增溶量。表面活性剂用量固定，增溶达平衡后，继续加入增溶质，体系将转变为热力学不稳定体系。CMC越小，缔合数越大，MAC就越高。,影响表面活性剂的溶解度影响增溶质溶解影响胶束的形成,首页上一页下一页,温度对增溶的影响,影响表面活性剂的溶解度,离子表面活性剂，当温度升至某一温度，溶解度急剧升高，该温度称Kra

13、fft点，相对应的溶解度为该离子表面活性剂的CMC。Krafft点越高，表面活性剂胶束浓度越小。Krafft点是表面活性剂应用温度的下限。聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升至一定，溶液发生混浊，该温度称浊点或昙点。原因为聚氧乙烯链与水的氢键随温度升高断裂,表面活性剂的生物学性质,1.对吸收的影响 虽然表面活性剂可提高药物的溶解度和溶出度，但并不总是增进药物的吸收，也可能降低药物的吸收。2.表面活性剂的毒性 毒性：阳离子阴离子非离子 阳离子、阴离子表面活性剂具有较强的溶血作用。非离子表面活性剂溶血较弱。,首页上一页下一页,3.刺激性 长期或高浓度使用可出现皮肤或粘膜损害。4.表面活性剂的生物学讲

14、解,首页上一页下一页,表面活性剂的生物学性质,一、增溶剂二、乳化剂三、润湿剂四、起泡与消泡剂五、去污剂六、消毒与杀菌剂,首页上一页下一页,3.4 表面活性剂的应用,增溶剂的性质增溶质的性质温度的影响増溶剂的用量及加入方法,影响增溶作用的因素,二、乳化剂,HLB值8-16：O/W型乳化剂HLB值3-8：W/O型乳化剂乳化剂的选择除了以HLB值为依据外，主要通过实验筛选，得到理化性质适宜、稳定性好的乳化剂。,三、润湿剂,HLB值为 7-9疏水性固体粉末不易被润湿 表面活性剂定向吸附于固-液界面，排除表面吸附的空气，降低固液界面张力，固体被润湿而均匀分散。,四、起泡和消泡其它应用,HLB值较高的表面

15、活性剂溶液，剧烈搅拌或蒸发浓缩时产生泡沫，液体的表面张力降低而使产生的泡沫稳定，称为“起泡剂”。HLB值为1-3的亲油性较强的表面活性剂，可与泡沫液层争夺液膜，使泡沫破坏，称“消泡剂”。,首页上一页下一页,课堂练习,1.表面活性剂能使液体的表面张力（）A、增加 B、显著增加 C、降低 D、显著降低 E、不变2.以下表面活性剂中属于两性离子型表面活性剂的是（）A、月桂醇硫酸钠 B、司盘20 C、十二烷基苯磺酸钠 D、苯扎溴铵 E、卵磷脂,课堂练习,3、具有杀菌作用的表面活性剂是（）A、月桂醇硫酸钠 B、苯扎溴铵 C、卵磷脂 D、吐温80 E、司盘804、可用作O/W型乳化剂的HLB值为（）A、HLB1-3 B、HLB3-8 C、HLB7-9 D、HLB8-18 E、HLB15-18,课堂练习,5、具有起昙现象的表面活性剂是（）A、卵磷脂 B、肥皂 C、吐温80 D、司盘80 E、月桂醇硫酸钠6、属于阴离子型的表面活性剂是（）A、吐温80 B、月桂醇硫酸钠 C、乳化剂OP D、普流罗尼克F-68 E、司盘80,课堂练习,7、以下表面活性剂毒性最强的是（）A、吐温80 B、肥皂 C、司盘20 D、平平加O E、氯苄烷铵8、临床上主要用于皮肤、黏膜、手术器械的消毒的表面活性剂是：()A、有机胺皂 B、苯扎溴铵 C、聚山梨酯80 D、普朗尼克,