与表面活性剂分子形成混合胶束课件

与表面活性剂分子形成混合胶束课件第一页，编辑于星期六：十点十八分。1.气-液界面空气气-液界面第二页，编辑于星期六：十点十八分。2.气-固界面气-固界面第三页，编辑于星期六：十点十八分。3.液-液界面液-液界面第四页，编辑于星期六：十点十八分。玻璃板液-固界面4.液-固界面第五页，编辑于星期六：十点十八分。5.固-固界面铁管Cr镀层固-固界面第六页，编辑于星期六：十点十八分。界面是指物质的相与相之间的交界面。

通常将有气相组成的气—固、气—液等界面称为表面。

相（phase）是指体系中物理和化学性质均匀的部分。第七页，编辑于星期六：十点十八分。（二）表面张力（surfacetension）和界面张力：

第八页，编辑于星期六：十点十八分。第九页，编辑于星期六：十点十八分。一个玻璃杯灌满水后，将硬币顺着杯子的边缘放入杯中，你会发现杯中已装入数数枚硬币后，尽管水面高出杯口，堆起来很高，呈现向上凸起的形状，但仍不溢出来。这是因为液体表面层存在表面张力，好像在水的表面上覆盖了一层弹性膜。当把小物体放入水中后，虽然水已超出杯口，“堆”的很高，但仍没有破坏“弹性膜”，因此水也不会溢出来。

第十页，编辑于星期六：十点十八分。

表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm)的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。

第十一页，编辑于星期六：十点十八分。表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。这就是当一滴单一成分的液体在恒温、恒压条件下达平衡时，则总呈球状，即具有最小的表面积。由于表面分子受力不平衡而产生的张力。第十二页，编辑于星期六：十点十八分。第一节概述一、定义表面活性剂(surfactant)是同时具有亲水、亲油基团，能使液体的表面张力显著下降的物质。σ

1

23c图1表面张力等温线第十三页，编辑于星期六：十点十八分。两亲结构二、表面活性剂的结构特点亲油基（碳氢链R-、

C8~C18之间）亲水基（-OH、COO-、

-NH2、-COOR)亲油基亲水基第十四页，编辑于星期六：十点十八分。第二节表面活性剂的分类表面活性剂离子型（水中能电离）非离子型（水中不电离）多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯型阴离子型阳离子型两性型第十五页，编辑于星期六：十点十八分。一、离子表面活性剂1、高级脂肪酸盐：

①通式：(RCOO-)nMn+②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。

④应用：具有一定的刺激性，用于外用制剂。（一）阴离子表面活性剂第十六页，编辑于星期六：十点十八分。2、硫酸化物①通式：R·O·SO3-M+②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠)。

③性质：可与水混溶，乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。

④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。

第十七页，编辑于星期六：十点十八分。3、磺酸化物

①通式：R·SO3-M+

②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。

③性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,不易水解。

④应用：黏度低、去污力、油脂分散力都强，常用优良洗涤剂。

第十八页，编辑于星期六：十点十八分。1.结构：含有一个五价氮原子，带正电荷。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。但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。

3.应用：杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮肤、粘膜和手术器械的消毒。4.常用品种：①苯扎氯铵(洁尔灭)；②苯扎溴铵

(新洁尔灭)（二）阳离子表面活性剂第十九页，编辑于星期六：十点十八分。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。卵磷脂：不溶于水，可作注射用乳剂的乳化剂、脂质体主要原料；氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。后者最大优点：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，去污力强；

酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力强。

（三）两性离子表面活性剂第二十页，编辑于星期六：十点十八分。1.结构组成①亲水基团

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；③亲水基和亲油基以酯键、醚键结合2.性质：

毒性小，不解离，不受pH的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、内服、注射制剂。二、非离子表面活性剂第二十一页，编辑于星期六：十点十八分。（一）脂肪酸甘油酯

种类：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，HLB为3~4。应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。

常用品种第二十二页，编辑于星期六：十点十八分。（二）多元醇型

1.蔗糖脂肪酸酯种类：单酯、二酯、三酯及多酯。性质：在酸、碱及酶等作用下易水解成游离脂肪酸和蔗糖，HLB为5~13。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，但在水和甘油中加热可形成凝胶。应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。常用品种第二十三页，编辑于星期六：十点十八分。2.脂肪酸山梨坦（司盘类

Spans）

O

CH2COOROHOHOH不溶于水，易溶于乙醇，酸、碱和酶作用易水解，HLB值小，常用作W/O型乳化剂。司盘20（月桂山梨坦）司盘40（棕榈山梨坦）司盘60（硬脂山梨坦）司盘65（三硬脂山梨坦）司盘80（油酸山梨坦）司盘85（三油酸山梨坦）司盘分子通式常用品种第二十四页，编辑于星期六：十点十八分。3.聚山梨酯(吐温Tweens)

O

CH2COORO(C2H4O)HO(C2H4O)H

O(C2H4O)H易溶于水和乙醇，酸、碱和酶作用易水解，HLB值大，常用作O/W型乳化剂、增溶剂。聚山梨酯20(吐温20)

聚山梨酯40(吐温40)

聚山梨酯60(吐温60)

聚山梨酯65(吐温65)

聚山梨酯80(吐温80)

聚山梨酯85(吐温85)吐温分子通式常用品种第二十五页，编辑于星期六：十点十八分。1.聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽类，Myrij）通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH品种：

Myrij-45Myrij-49Myrij-51Myrij-52Myrij-53应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和O/W型乳化剂。（三）聚氧乙烯型常用品种第二十六页，编辑于星期六：十点十八分。2.聚氧乙烯脂肪醇醚

通式：R·O·(CH2OCH2)nH产品:

（1）苄泽类(Brij)，如Brij-30、Brij-35，作O/W乳化剂。（2）西土马哥(cetomacrogol)为O/W型乳化剂或挥发油增溶剂。（3）平平加O(perogolO)（4）埃莫尔弗(emlphor)

易溶于水和醇及多种有机溶剂，

HLB为12~18，具有较强亲水性，乳化能力强，作增溶剂和O/W型乳化剂。常用品种第二十七页，编辑于星期六：十点十八分。又泊洛沙姆(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；分子量1000~10000以上；HLB值为0.5~30；聚氧丙烯为亲油基；聚氧乙烯为亲水性基；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。Poloxamer188(pluronicF68)特点：无毒、无抗原性、无致敏性、无刺激性、化学性质稳定，可作为静脉乳剂o/w型乳化剂，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-聚氧丙烯共聚物常用品种第二十八页，编辑于星期六：十点十八分。第三节表面活性剂的基本性质知识目标：掌握润湿、胶团、临界胶团浓度（CMC）、亲水亲油平衡值（HLB）、增溶的含义。能力目标：能正确计算非离子型表面活性剂混合后的HLB值；会合理选用表面活性剂第二十九页，编辑于星期六：十点十八分。第三节表面活性剂的基本性质一、表面活性剂的吸附性（一）表面活性剂分子在溶液中的正吸附正吸附：表面活性剂在溶液表面定向排列的过程第三十页，编辑于星期六：十点十八分。表面活性剂在溶液表面的吸附

水空气空气第三十一页，编辑于星期六：十点十八分。正吸附产生的作用：1、表面形成紧密定向排列吸附层；2、降低了液体的表面张力。在药剂中具体体现：润湿、铺展、起泡与消泡、乳化第三十二页，编辑于星期六：十点十八分。（二）表面活性剂在互不溶的液体界面上的吸附油水第三十三页，编辑于星期六：十点十八分。（三）表面活性剂在固体表面的吸附1、固体的润湿性润湿—液体在固体表面上自发铺展的界面现象润湿性用接触角（θ）表示。第三十四页，编辑于星期六：十点十八分。

在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。

若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；

若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。

接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算：接触角（θ）第三十五页，编辑于星期六：十点十八分。完全不润湿不能润湿能润湿完全润湿第三十六页，编辑于星期六：十点十八分。二、表面活性剂形成胶束和临界胶束浓度1、胶束（胶团）溶液中表面活性剂浓度达饱和后，表面过剩分子转入溶液内部，依范德华力相互聚集成多种不同结构、形态和大小的分子聚集体，即胶束（胶团）第三十七页，编辑于星期六：十点十八分。2、临界胶束浓度临界胶束浓度（criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。第三十八页，编辑于星期六：十点十八分。-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+球形胶束H2O(a)(b)棒状胶束(c)水棒状胶束的六角束(d)层状胶束（e)1~3.5nm1~3.5nm类脂黑膜(g)H2OoilH2O醇油或O/W微乳液W/O微乳液(h)H2OH2O单室泡囊或(i)3、胶束的结构和形态

第三十九页，编辑于星期六：十点十八分。第四十页，编辑于星期六：十点十八分。第四十一页，编辑于星期六：十点十八分。三、亲水亲油平衡值（一）HLB值的概念亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。数值范围：HLB值范围为0~40，其中非离子表面活性剂HLB值范围为0~20。HLB

值越大，亲水性越强；HLB

值越小，亲油性越强。第四十二页，编辑于星期六：十点十八分。第四十三页，编辑于星期六：十点十八分。表面活性剂的HLB值应用范围HLB=3~8

可作为W/O型乳化剂HLB=7~9

可作为润湿剂HLB=8~18

可作为O/W型乳化剂HLB=15以上可作为增溶剂1815129630

增溶剂去污剂O/W乳化剂润湿剂W/O乳化剂消泡剂图3不同HLB表面活性剂适用范围第四十四页，编辑于星期六：十点十八分。(1)理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用HLB基团数表示，则：

HLB=7＋∑(亲水基团HLB)－∑(亲油基团HLB)(2)非离子型表面活性剂的HLB值具有加和性，混合后的HLB值可通过经验式求得：

HLB值的计算第四十五页，编辑于星期六：十点十八分。第四十六页，编辑于星期六：十点十八分。HLB值计算举例1、鲸蜡醇（C16H33O）的HLB值为：HLB=7+1.9-（0.475×16）=1.32、45%司盘60（HLB=4.7）和55%吐温60（HLB=14.9）组成的混合表面活性剂的HLB值为：第四十七页，编辑于星期六：十点十八分。四、表面活性剂的增溶作用（一）胶束增溶表面活性剂在水溶液中达到CMC后，难溶性药物的溶解度显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶(solubilization)。来苏儿溶液通过钠肥皂可以将浓度由2%增加到50%。第四十八页，编辑于星期六：十点十八分。（二）温度对表面活性剂溶解度的影响1.krafft点krafft点：离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高，该温度称为krafft点，相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。

krafft点是离子型表面活性剂的特征值。krafft点亦是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有高于krafft点，表面活性剂才能更大程度地发挥作用。第四十九页，编辑于星期六：十点十八分。第五十页，编辑于星期六：十点十八分。2.起昙与昙点聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高至某一温度时，其溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温度称为昙点(或浊点）。原因：温度升高到一定程度时，可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，聚氧乙烯链发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧降低。第五十一页，编辑于星期六：十点十八分。五表面活性剂的复配（一）表面活性剂的混合体系1、非离子型与离子型表面活性剂的混合使用非离子型对离子型产生定向静电吸引，提高其表面活性作用。非离子型+阴离子型＞非离子型+阳离子型2、阳离型与阴离子型的混合按一定比例混合，在一定条件下，润湿、增溶、起泡、杀菌等方面增效。防止电性中和，出现沉淀与失效第五十二页，编辑于星期六：十点十八分。（二）表面活性剂与其他化合物复配1.与中性无机盐的配伍离子表面活性剂溶液中加入可溶性的中性无机盐，主要受反离子影响：反离子结合率和浓度越高，昙点下降，表面活性剂CMC就越低，出现盐析。2.极性有机物脂肪醇（C＜12）与表面活性剂分子形成混合胶束，烃核的体积增大，对碳氢化合物的增溶量增加；极性有机物，如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性剂的临界胶束浓度。第五十三页，编辑于星期六：十点十八分。3.水溶性的高分子化合物（如明胶，PEG，PVP）对表面活性剂有吸附作用，减少溶液中游离的表面活性剂数量，使CMC升高。4.离子型药物与反电荷的离子型表面活性剂配伍形成不溶性复合物，降低药物的吸收第五十四页，编辑于星期六：十点十八分。小结一、吸附性二、固体的润湿三、胶束与CMC四、HLB值五、增溶六、复配第五十五页，编辑于星期六：十点十八分。

巩固练习

1、表面活性剂的增溶机理，是由于形成了（）A、络合物B、胶束C、复合物D、包合物E、离子对2、下列与表面活性剂特性无关的是（

）A、Krafft点B、昙点C、HLB值D、CMCE、临界相对湿度3、HLB值表示()。A、亲水性强弱B、亲水亲油C、亲油性强弱D、亲水亲油强弱4、促进液体在固体表面铺展的作用称为（

）A、润湿作用B、乳化作用C、增溶作用D、消泡作用E、去污作用第五十六页，编辑于星期六：十点十八分。第四节表面活性剂的生物学性质表面活性剂可能增加药物吸收，也可能降低药物的吸收。若药物被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或胶束迅速与胃肠粘膜融合，则增加吸收；表面活性剂溶解生物膜脂质，增加上皮细胞的通透性，从而改善