第四章药用高分子材料

第四章药用高分子材料第1页，共26页，2023年，2月20日，星期二第一节淀粉及其衍生物一、淀粉1、来源淀粉广泛存在于绿色植物的根须和种子中。如玉米、麦和米存在于种子中，马铃薯、甘薯存在于根须中。优点：无毒无味，价格低廉，来源广泛，供应十分稳定，是最基本的药用辅料之一。2、化学结构第2页，共26页，2023年，2月20日，星期二①直链淀粉（占20％～25％）：结构单元（D－吡喃环形葡萄糖）以α－1,4苷键连接。直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元。②支链淀粉（占75％～85％）：由D－吡喃环形葡萄糖聚合而成的分支状淀粉。直链部分为α－1,4苷键，分支处为α－1,6苷键，分子的形状如高梁穗。第3页，共26页，2023年，2月20日，星期二3、性质①溶解性淀粉不溶于水，与水亲水性差而分散于水。直链淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散，形成胶体溶液，而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中。淀粉在水中溶解视浓度不同，可分别形成糊、凝胶或溶胶。②水解淀粉在酶或稀酸作用下，逐步水解成一系列产物：淀粉各种糊精麦芽糖葡萄糖糊化：淀粉形成均匀糊状溶液的现象称为～。第4页，共26页，2023年，2月20日，星期二③老化老化：淀粉凝胶经长期放置，会变成不透明甚至发生沉淀现象，称为～。④变色淀粉水溶液＋I2变蓝加热颜色褪去冷却重新显色（深蓝色或紫红色）4、应用淀粉在药物制剂中主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂等。第5页，共26页，2023年，2月20日，星期二第二节纤维素纤维素分子为长链线型高分子化合物，没有分支。它是由结构单元D－吡喃环形葡萄糖以β－1，4苷键构成。第6页，共26页，2023年，2月20日，星期二纤维素的一些重要性质：1、化学反应性根据纤维素大分子的化学结构，纤维素可进行氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水溶胀、接枝共聚、以及醛基的性质。第7页，共26页，2023年，2月20日，星期二2、氢键的作用结晶区：分子排列紧密，羟基都已形成氢键非结晶区：少量没有形成氢键的游离羟基可与水分子形成氢键而膨胀3、吸湿性纤维素结晶区和无定形区的羟基，基本上是以氢键的形式存在，氢键破裂，生成游离羟基数量多，其吸湿性增加。水的吸着只发生在无定形区。措施：预先对纤维素物料润胀处理，使分子间氢键断开，游离出羟基，则吸湿性、溶解度、反应速度（如乙酰化）增加。第8页，共26页，2023年，2月20日，星期二4、溶胀性（碱液）纤维素的有限溶胀结晶区间（无定形区）溶胀结晶区内溶胀碱液浓度：增加至某一值，溶胀度最大溶胀度温度：成反比离子半径：成反比结晶度：成反比第9页，共26页，2023年，2月20日，星期二5、机械降解分子量下降，增大其化学反应能力6、可水解性酸水解：苷键对酸不稳定，降低苷键破裂的活化能，易水解碱水解：苷键对碱较稳定，须高温下才能水解第10页，共26页，2023年，2月20日，星期二第三节纤维素衍生物概述一、化学类别酯类：CA、CAP、CAB醚类：MC、EC、HPC、HEC醚酯类：HPMCP、HPMCAS

第11页，共26页，2023年，2月20日，星期二二、纤维素衍生物性能的影响因素①取代基的性质；②被取代羟基的比例；③在重复单元中及聚合物中取代基的均匀度；④链平均长度及衍生物的分子量分布；三、化学反应性①与甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛反应形成缩醛或半缩醛；第12页，共26页，2023年，2月20日，星期二②与甲氧基化合物形成醚或次甲基化合物，与环氧化烃类形成聚醚；第13页，共26页，2023年，2月20日，星期二③通过pH和温度的改变进行分子内交联，如交联CMCNa；④与具有特殊性能的合成聚合物化合形成支链纤维素和纤维素接枝化合物。聚丙烯酸＋纤维素——接枝共聚物——使蛋白质凝结，并形成钙盐四、玻璃化温度（Tg）五、溶度参数和表面能在预测高分子材料性质时，常用到溶度参数和表面能。第14页，共26页，2023年，2月20日，星期二六、配伍相容性聚合物间或聚合物与增塑剂的相容性大多以Tg或软化温度Ts来评估。①两者相容，则混合物的Tg将处于两者的Tg之间；②部分相容，则可能观察到两个Tg（分别为混合物Tg和过量组分的Tg）。软化点下降系数（Ks）可用于表示聚合物与增塑剂相互的作用对软化点影响的强弱。七、生物粘附性1、生物粘附的机理：静电、吸附润湿、互穿、断裂2、影响生物粘附的因素（极性、分子量）第15页，共26页，2023年，2月20日，星期二第四节药用纤维素衍生物各论一、甲基纤维素（MC）1、来源和制法甲基纤维素是以碱纤维素为原料，与氯甲烷进行醚化而得。第16页，共26页，2023年，2月20日，星期二2、性质①溶解性MC溶于冷水而不溶于热水，取代度为2时最易溶。②胶化温度胶化温度与取代度成反比，与电解质含量成反比。③粘度粘度取决于聚合物、温度。④溶胶凝胶3、应用通便药、片剂的粘合剂、片剂包衣、助悬剂、增稠剂、乳化剂等。第17页，共26页，2023年，2月20日，星期二二、羟丙甲纤维素（HPMC）1、来源和制法羟丙甲纤维素是纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚。第18页，共26页，2023年，2月20日，星期二

在HPMC的末尾标上4位数即表示各种型号的标号，分别表示不同取代基的百分含量范围的中值，前两位数表示甲氧基含量，后两位表示羟丙基含量。如HPMC1828、HPMC2208。

HPMC的制法与MC、EC相似，系以碱纤维素为原料，与氯甲烷、环氧丙烷同时醚化而得。HPMC属于非离子型纤维素混合醚，它与重金属不起反应。第19页，共26页，2023年，2月20日，星期二2、性质①溶解性HPMC溶于冷水而不溶于热水；②粘度浓度粘度分子量温度③凝胶化温度④溶胶凝胶⑤吸湿性⑥良好的成膜性第20页，共26页，2023年，2月20日，星期二3、应用①薄膜包衣材料；②片剂粘合剂；③滴眼剂的增稠剂；④凝膏或软膏的保护胶体、乳胶和混悬剂的稳定剂等。第五节其他天然药用高分子材料一、壳多糖和脱乙酰壳多糖1、来源与制法壳多糖：又称甲壳素、几丁质、甲壳质，是仅次纤维素的天然来源聚合物，也是自然界除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子。来源于昆虫、甲壳类（虾、蟹）等动物的外骨骼。脱乙酰壳多糖：又名壳聚糖、可溶性可多糖第21页，共26页，2023年，2月20日，星期二2、性质第22页，共26页，2023年，2月20日，星期二（1）壳多糖是一种白色无定形粉末或半透明的片状物。①溶解性，不溶于水、稀酸、碱溶液和乙醇、乙醚等有机溶剂，溶于无水甲酸、浓无机酸。②化学反应性，在碱水溶液中，能与环氧乙烷生成羟乙基壳多糖；与氯乙酸反应能生成羧甲基壳多糖等衍生物，壳多糖能被溶菌酶、壳多糖酶水解。第23页，共26页，2023年，2月20日，星期二（2）脱乙酰壳多糖为白色固体或米黄色结晶性粉末或片状。①溶解性，溶于有机溶剂、酸性水溶液；②化学反应性，碱性氨基可进行多功能基（氨基、羟基）化学反应和立体结构修饰。③聚电解质性，壳聚糖为含游离氨基的碱性多糖，为阳离子型聚合物，氨基的邻位为羟基，有螯合二价金属离子的作用，并呈现各种颜色，螯合作用是可逆的。④吸湿性，脱乙酰壳多糖吸湿性很强，仅次于甘油，比聚乙二醇、山梨醇高。⑤稳定性，与含水量、温度有关，置密闭容器中，在常温、干燥条件下，至少3年内稳定。⑥黏性，在酸性环境下是一种极佳的粘度增加剂；⑦胶凝性，壳聚糖水溶液的粘度随温度升高而下降，出现凝胶化第24页，共26页，2023年，2月20日，星期二3、应用（1）生物活性：①抗菌杀菌作用。壳聚糖可抑制细菌、霉菌生长。②抗肿瘤作用。如甲壳素可选择性地凝聚白血病的癌细胞，对正常红细胞、骨髓细胞无影响。③促进组织修复及止血作用。甲壳素及其降解产物都带有正电荷，可促进血小板聚集或凝血系统，作为止血剂有促进伤口愈合、抑制伤口愈合纤维增生，并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。④增强免疫力