药剂学表面活性剂课件_精品文档.ppt

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第十章第十章表面活性剂表面活性剂有关的物理化学概念有关的物理化学概念药物的表面现象药物的表面现象v根据物质的聚集状态可以分为气根据物质的聚集状态可以分为气-液、气液、气-固、液固、液-液、液液、液-固、固固、固-固等类型，两固等类型，两相之间紧密接触的过渡面叫相之间紧密接触的过渡面叫界面界面，其中，其中包含气相的叫包含气相的叫表面表面v表面现象、界面现象表面现象、界面现象v凡属凝聚相的物质，其表面积与分散程凡属凝聚相的物质，其表面积与分散程度有关：

度有关：

分散程度越高，表面积越大，分散程度越高，表面积越大，表面现象也越突出表面现象也越突出表面张力表面张力v表面张力是研究物质表面现象的最基本和最重表面张力是研究物质表面现象的最基本和最重要的物理量之一，由于表面层分子与体相分子要的物理量之一，由于表面层分子与体相分子周围环境不同。

周围环境不同。

v对于单组分体系，来自于同一物质在不同相中对于单组分体系，来自于同一物质在不同相中的密度不同；对于多组分体系来自于界面层的的密度不同；对于多组分体系来自于界面层的组成与任一相的组成不同组成与任一相的组成不同v表面收缩的动力表面收缩的动力v引起液体表面自动收缩的力称为引起液体表面自动收缩的力称为表面张力，表面张力，实实际是分子间吸引力的一种量度，分子间吸引力际是分子间吸引力的一种量度，分子间吸引力大者，表面张力高大者，表面张力高v表面自由能、体系自由能的增值表面自由能、体系自由能的增值v表面张力与表面自由能分别用力学和热力学方表面张力与表面自由能分别用力学和热力学方法研究液体表面现象，具有不同的物理意义，法研究液体表面现象，具有不同的物理意义，所用单位也不同，但却具有相同的量纲；当采所用单位也不同，但却具有相同的量纲；当采用适宜的单位时，二者数值可能完全相同。

用适宜的单位时，二者数值可能完全相同。

空气空气液体液体v影响因素影响因素1.物质的性质物质的性质分子间引力分子间引力2.温度温度温度升高，表面张力减小温度升高，表面张力减小由由于于体体系系总总是是趋趋向向于于降降低低表表面面张张力力来来降降低低表表面面自自由由能能；同同时时缩缩小小表表面面积积才才能能降降低低表表面面自自由由能能，才才能能趋趋于于稳稳定定，因因此此，固固体体和和液液体体表表面面产产生生吸吸附附作作用用第一节第一节概述概述一、表面活性剂一、表面活性剂（surfactant）使液体的表面张力显著下降的物质，还具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等性质。

OOOOOOWW（肥皂RCOO-）OOWOOWOOWOOWOOWOOWOOWOOWOOWOOWOOOWOOOWOOOWOOOW二、结构特征二、结构特征v一般由一般由非极性烃链非极性烃链和一个以上的和一个以上的极性基极性基团团组成。

组成。

v烃链长度一般在烃链长度一般在8个碳原子以上，个碳原子以上，亲油亲油；v极性基团可以是解离的离子基团，或是极性基团可以是解离的离子基团，或是不解离的不解离的亲水亲水基团。

基团。

v极性基团可以是羧酸、磺酸、氨基或胺极性基团可以是羧酸、磺酸、氨基或胺基及它们的盐，也可是羟基、酚胺基、基及它们的盐，也可是羟基、酚胺基、醚键等。

醚键等。

三、吸附性三、吸附性1、在溶液中的正吸附、在溶液中的正吸附v表面活性剂分子在水表面活性剂分子在水-空气界面产生空气界面产生定向定向排列排列。

v溶液较稀时，溶液表面层的表面活性剂溶液较稀时，溶液表面层的表面活性剂浓度远远浓度远远大于大于溶液中的浓度，溶液中的溶液中的浓度，溶液中的表面张力降到纯水表面张力以下。

表面张力降到纯水表面张力以下。

2、在固体表面的吸附、在固体表面的吸附

（1）极性固体物质）极性固体物质离子表面活性剂离子表面活性剂v在低浓度下，吸收曲线为在低浓度下，吸收曲线为S型，单分子层；型，单分子层；v临界饱和浓度，双分吸附，温度增加吸附量减临界饱和浓度，双分吸附，温度增加吸附量减少。

少。

（2）非极性固体）非极性固体v一般只发生单分子吸附一般只发生单分子吸附（3）非离子表面活性剂非离子表面活性剂v吸附量随温度升高而增大吸附量随温度升高而增大第二节第二节表面活性剂的分类表面活性剂的分类v阴离子表面活性剂v阳离子表面活性剂v两性离子表面活性剂离子表面活性剂非离子表面活性剂一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂

（一）

（一）阴阴离子表面活性剂离子表面活性剂1、高级脂肪酸盐肥皂类（R-COO）-nMn+vR为脂肪酸烃链，一般在C11C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸常见v根据M不同，可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂v一般用于外用制剂，易被破坏（H+，Ca，Mg）2、硫酸化物R-SO4-M+主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯vR：

C12C18v硫酸化油：

硫酸化蓖麻油（土尔其红油）去污剂、润湿剂、增溶v高级脂肪醇硫酸酯：

SDS、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠外用乳膏乳化剂、润湿剂、增溶剂v*稳定性好，外用3、磺酸化物R-SO3-M+和RC6H5-SO3-M+v二辛基琥珀酸磺酸钠、二己基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠v甘胆酸钠、牛磺胆酸钠

（二）

（二）阳阳离子表面活性剂离子表面活性剂v阳离子起作用，亦称阳性皂阳离子起作用，亦称阳性皂v结构主要部分是五价氮原子，结构主要部分是五价氮原子，季铵化物季铵化物v水溶性大，在酸性碱性溶液中较稳定水溶性大，在酸性碱性溶液中较稳定v表面活性作用、表面活性作用、杀菌作用杀菌作用v苯扎溴铵（新洁尔灭）、苯扎氯铵苯扎溴铵（新洁尔灭）、苯扎氯铵（三）（三）两性两性离子表面活性剂离子表面活性剂v同时有正负电荷基团，在不同同时有正负电荷基团，在不同pH环境下环境下表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质质1、卵磷脂卵磷脂天然天然豆磷脂、蛋磷脂豆磷脂、蛋磷脂2、氨基酸型和甜菜碱型氨基酸型和甜菜碱型合成合成v阴离子是羧酸盐阴离子是羧酸盐v阳离子是季铵盐、胺盐阳离子是季铵盐、胺盐二、二、非非离子表面活性剂离子表面活性剂v在水中不解离v亲水基团：

甘油、PEG、山梨醇等多元醇v亲油基团：

长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基、芳基

（一）脂肪酸甘油酯HLB3-4W/O型辅助乳化剂

（二）多元醇型1、蔗糖脂肪酸酯：

HLB5-132、脂肪酸山梨坦：

HLB1.8-3.8司盘SpanW/O3、聚三梨酯：

吐温Tween-80O/W非非离子表面活性剂离子表面活性剂（三）聚氧乙烯型1、聚氧乙烯脂肪酸酯：

卖泽MyrijO/W2、聚氧乙烯脂肪醇醚：

苄泽Brij（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物HLB0.5-30泊洛沙姆（Poloxamer）Pluronicv随聚氧丙烯比例增加，亲油性增强；v聚氧乙烯增加，亲水性增强vPoloxamer188用于静脉乳剂。

第三节第三节表面活性剂的性质及应用表面活性剂的性质及应用一、形成胶束

（一）概念v胶束v分子缔合数v临界胶束浓度cmc：

表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。

二、胶束的结构v球状、棒状、束状、板状、层状v液态液晶态v反向胶束三、Cmc的测定v电导、黏度、渗透压、密度、光散射等物理性质在CMC时会发生急剧变化v结果差异二、亲油亲水平衡值vHLB，从0至40

（一）定义l值越大，亲水性越强lHLB不同，性质不同（O/W，W/O）l计算HLB（混合表面活性剂、加和性）HLBab=（HLBaWa+HLBbWb）/（Wa+Wb）该式适用于非离子表面活性剂vHLB3-6W/O型乳化剂vHLB8-18O/W型乳化剂vHLB13-18增溶剂vHLB7-9润湿剂

（二）HLB的理论计算法HLB基团数三、增溶作用

（一）胶束增溶：

水不溶性、微溶性药物在胶束溶液中溶解度显著增加非洛地平-0.025%吐温-10倍（表）亲水基团-亲油基团，（药）极性基团-非极性基团cmc，“表”的量，胶束，增溶量，最大增溶浓度（MAC）三、表面活性剂的性质三、表面活性剂的性质

（二）温度对增溶的影响：

v胶束、增溶质、表-溶解度vKrafft点：

离子表面活性剂，表-溶解度制备温度Krafft点v昙点（cloudpoint）：

聚氧乙烯型“表”温度，表析出（破坏氢键），增溶制备温度昙点，Tween-20的昙点80四、表面活性剂的复配：

外加物质对胶束的影响：

有利，增溶量增加

（一）中性无机盐主要是反离子作用v对于烃类物质，增加增溶量极性物质，降低增溶量v盐析现象阴离子表面活性剂溶解度v对非离子表面活性剂影响较小，高浓度时，使浊点降低

（二）有机添加剂v碳原子在12以下的脂肪醇增溶量v短链醇（C1-C12）破坏胶束形成v极性有机物，CMC，抑制胶束形成（三）水溶性高分子v对表面活性剂有吸附作用，CMCv但一旦胶束形成，增溶效果显著增强（四）表面活性剂混合体系1、同系物混合体v表面活性介于两者之间，更趋于活性较高组分2、非离子型与离子型vCMC介于两者之间，或低于其中任意一者的CMCv疏水基相同的聚氧乙烯型非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂配伍的协同作用强于与阳离子表面活性剂的配伍3、阳离子型与阴离子型五、表面活性剂增溶作用的应用v增溶相图：

三元相图v解离药物的增溶v多组分增溶质v抑菌剂的增溶：

活性降低，增加用量v表面活性剂溶液的化学稳定性v增溶质加入的顺序六、其它应用v润湿剂、乳化剂v起泡剂：

降低表面张力，HLB高v消泡剂：

HLB低v去污剂v消毒剂、杀菌剂：

使细菌的蛋白质变性第四节第四节表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质v对药物吸收的影响：

1、药物从胶束中的扩散2、生物膜通透性的改变v与蛋白质的相互作用：

电性结合，破坏v毒性：

阳阴非v刺激性：

外用新型表面活性剂：

新型表面活性剂：

1、孪连表面活性剂（、孪连表面活性剂（geminisurfactant）v带有两个疏水链、两个亲水基团、一个带有两个疏水链、两个亲水基团、一个桥联基团桥联基团v具有极高的表面活性，水溶液具有特殊具有极高的表面活性，水溶液具有特殊的相行为和流变性。

的相行为和流变性。

2、Bola型表面活性剂型表面活性剂v一个疏水部分连接两个亲水部分构成。

一个疏水部分连接两个亲水部分构成。

v单链型、双链型、半环型单链型、双链型、半环型v表面张力的特点：

降低水表面张力的能力不是表面张力的特点：

降低水表面张力的能力不是很强；很强；v表面张力表面张力-浓度曲线往往出现第二个转折点，浓度曲线往往出现第二个转折点，在溶液浓度大于第二个转折点后，溶液表面张在溶液浓度大于第二个转折点后，溶液表面张力保持恒定；力保持恒定；vCMC很高，很高，Krafft点较低，常温下有较好的溶点较低，常温下有较好的溶解性。

解性。

3、可解离型表面活性剂、可解离型表面活性剂v又称可控半衰期的表面活性剂，是指在完成其又称可控半衰期的表面活性剂，是指在完成其应用功能后，通过酸、碱、盐、热或光作用能应用功能后，通过酸、碱、盐、热或光作用能分解成非表面活性物质或转变成新表面活性化分解成非表面活性物质或转变成新表面活性化合物的一类表面活性剂。

合物的一类表面活性剂。

v常见的是带有可解离基团的季铵盐。

常见的是带有可解离基团的季铵盐。

v酸解型、碱解型、盐解型、热解型、光解型。

酸解型、碱解型、盐解型、热解型、光解型。

v易于生物降解；易分离除去；可使解离产物产易于生物降解；易分离除去；可使解离产物产生新功能。

生新功能。

4、高分子表面活性剂、高分子表面活性剂vM1000v氧化乙烯氧化乙烯-硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚乙烯基醚共聚物、烷基酚-甲醛缩合物甲醛缩合物-氧化乙氧化乙烯共聚物烯共聚物v水溶性高分子物质水溶性高分子物质如：

海藻酸钠、如：

海藻酸钠、CMC-Na、MC、PVP、聚乙烯醇聚乙烯醇v起泡、乳化、增溶等应用起泡、乳化、增溶等应用v与低分子表面活性剂相比，降低表面张力、增与低分子表面活性剂相比，降低表面张力、增溶、渗透能力较弱；乳化能力较强溶、渗透能力较弱；乳化能力较强v常用作保护胶体常用作保护胶体