项目四液体制剂基本操作任务二 熟悉表面活性剂

课堂教学教案授课项目模块二液体制剂生产技术项目四液体制剂基本操作课型理论课授课内容任务二熟悉表面活性剂课时数2教学目标1.知识目标：(1)掌握表面活性剂的定义、结构。(2)熟悉表面活性剂的类型及常见品种。(3)了解表面活性剂的性质与应用。2.能力目标：(1)能根据处方分析表面活性剂的具体应用。(2)能应用常见表面活性剂。3.素质目标：(1)培养严谨认真的工作态度，提升岗位责任感。教学重点表面活性剂的定义、结构、分类、性质、应用教学难点表面活性剂的分类、应用教学方法教法：讲授法、比较法、举例法、引导分析法学法：讨论法、比较法、观察法、自主学习法教学资源课件、多媒体、教学视频、教学动画、学习通课外作业见教案教学后记教学实践教学环节与主要教学内容设计意图教学活动项目四液体制剂基本操作【案例导入】大家小时候都玩过吹泡泡吧，自己在家里做过泡泡液吗？另外，大家观察过荷叶上的水珠吗？它为什么是球形的？请思考生活中有哪些现象属于表面现象？水滴在荷叶上为什么呈现出球形呢？【新课讲授】任务二熟悉表面活性剂一、概述物质具有固、液、气三相。物质的相与相之间的交界面称为界面，如液-液、液-气、液-固、气-固、固-固等界面。通常将有气相组成的界面称为表面。凡在相界面上所发生的一切物理化学现象称为界面现象，在气相与其他相之间则称为表面现象。1.表面活性剂的定义(1)表面张力：系指一种使物质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。这是液滴趋于球形的原因。(2)表面活性：溶液的表面张力与溶质的性质和浓度有关，如一些无机盐可使水的表面张力略升高，而肥皂和洗衣粉则可使之显著下降。使液体表面张力下降的性质称表面活性，能降低液体表面张力的物质称表面活性物质。(3)表面活性剂：系指具有很强的表面活性、加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。表面活性剂与一般的表面活性物质是有区别的，它还有增溶、乳化、润湿、消泡、起泡、去污、杀菌等作用。2.表面活性剂的结构表面活性剂为两亲性分子结构，既有亲水基团，又有亲油基团。亲水基团可以是羧酸、磺酸、氨基或胺基及其盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键等基团；亲油基团一般为长度在8个碳原子以上的烃链，可以是脂肪烃碳链，也可以是含有杂环或芳香族基团的碳链。二、表面活性剂的分类表面活性剂最常用的分类方法是按照解离情况分类，可分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。离子型表面活性剂根据所带电荷的不同，又可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂。1.阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂起表面活性作用的是阴离子部分，主要包括肥皂类、硫酸化物和磺酸化物。(1)肥皂类：系高级脂肪酸的盐，通式为(RCOO-)nMn+。脂肪酸烃链R一般在C11～C17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常用。本品有一定的刺激性，一般只用于外用制剂。(2)硫酸化物：系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为ROSO3-M+。其中脂肪烃链R在C12～C18之间。高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(月桂硫酸钠)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等，它们的乳化能力很强，且较肥皂类稳定，但对黏膜有刺激性，主要用作外用软膏的乳化剂。(3)磺酸化物：系脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物等，通式为RSO3-M+。常用的品种有二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛素-OT)、二己基琥珀酸磺酸钠(阿洛素-18)和十二烷基苯磺酸钠等，其中十二烷基苯磺酸钠是目前广泛应用的洗涤剂。2.阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂起表面活性作用的是阳离子部分，其分子结构的主要部分是一个五价的氮原子，也称为季铵类化合物，通式为[RNH3]+X-。常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)等。主要用于皮肤、黏膜和手术器械的消毒，某些品种还可作为滴眼剂的抑菌剂。3.两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pH介质中表现出不同的性质。在酸性水溶液中呈现阳离子型表面活性剂的性质，杀菌作用强；在碱性水溶液中呈现阴离子表面活性剂的性质，具有良好的起泡性，去污力强。(1)天然两性离子型表面活性剂：常用卵磷脂，根据来源不同，又分为大豆磷脂和蛋黄卵磷脂，分别来源于大豆和蛋黄。卵磷脂有2个疏水基团，因此不溶于水。但对油脂的乳化作用很强，毒副作用小，是目前制备注射用乳剂的主要乳化剂，也是制备脂质体的主要辅料。(2)合成两性离子型表面活性剂：包括甜菜碱型和氨基酸型，阴离子部分主要是羧酸盐，阳离子部分为季铵盐或胺盐。4.非离子型表面活性剂(1)脂肪酸甘油酯类：主要用作W/O型乳剂的辅助乳化剂。(2)脂肪酸山梨坦类：系脱水山梨醇脂肪酸酯类，商品名为司盘。常用作W/O型乳化剂和O/W型乳剂的辅助乳化剂。(3)聚山梨酯类：系聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类，商品名为吐温。根据脂肪酸不同，有聚山梨酯20、聚山梨酯40、聚山梨酯60、聚山梨酯80等多个品种。常用于增溶剂、O/W型乳化剂和润湿剂。(4)聚氧乙烯脂肪酸酯类：系聚乙二醇和长链脂肪酸缩合生成的酯类，商品名为卖泽。主要用作增溶剂和O/W型乳化剂。(5)聚氧乙烯脂肪酸醇醚类：系聚乙二醇和脂肪醇缩合生成的醚类，商品名为苄泽。常用作O/W型乳化剂，也可作增溶剂。(6)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物：系由聚氧乙烯和聚氧丙烯聚合而成，又称泊洛沙姆，商品名为普朗尼克。泊洛沙姆188可用作静脉注射用乳剂的O/W型乳化剂。三、表面活性剂的性质(一)表面吸附将表面活性剂加入水中，由于其两亲性而在水-空气界面产生定向排列，亲水基团朝向水中，亲油基团朝向空气中。这种表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为表面吸附。表面吸附改变了溶液表面的性质，使表面张力降低，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。(二)形成胶束1.定义随着浓度的增加，表面活性剂的表面吸附达到饱和后，表面活性剂分子即开始转入溶液内部，致使表面活性剂分子的亲油基团相互吸引、缔合在一起，形成亲水基团向外、亲油基团向内、在水中稳定分散，大小在胶体粒子范围(1～100nm)的聚合体，这种聚合体称为胶束。2.临界胶束浓度表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。达到临界胶束浓度时，分散系统由真溶液变为胶体溶液，同时表面张力降低，增溶作用增强，起泡性能和去污能力增大，并出现丁达尔现象。3.胶束的形态随着表面活性剂浓度的增大，胶束形态逐渐从球状、棒状、束状，直至板状或层状等。(三)亲水亲油平衡值1.定义表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲油平衡值(HLB)。HLB值表示表面活性剂亲水性和亲油性的强弱，其范围通常为0～40。HLB值越大，亲水性越强；HLB值越小，亲油性越强。2.应用HLB值15～18的表面活性剂适合用作增溶剂，HLB值13～16的表面活性剂适合用作去污剂，HLB值8～16的表面活性剂适合用作O/W乳化剂，HLB值7～9的表面活性剂适合用作润湿剂，HLB值3～8的表面活性剂适合用作O/W乳化剂，HLB值1～3的表面活性剂适合用作消泡剂。3.计算在实际工作中，常将两种或两种以上的表面活性剂混合使用，此时可以利用非离子型表面活性剂HLB值的加和性来计算混合后的HLB值。计算公式如下：HLBA、HLBB分别代表A、B两种表面活性剂的HLB值，WA、WB、分别代表A、B两种表面活性剂的质量。但上述公式不能用于混合离子型表面活性剂的HLB值计算。(四)克氏点和昙点1.克氏点离子型表面活性剂在水中的溶解度随着温度的上升而逐渐增加，当升高到某一温度时，溶解度急剧增大，此时的温度称为克氏点，相对应的溶解度即为该离子型表面活性剂的临界胶束浓度。克氏点是离子型表面活性剂的特征值，也是表面活性剂应用温度的下限。2.昙点某些含聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂，其溶解度开始时随温度上升而增大，当升高到某一温度时，溶液出现浑浊，甚至产生分层，但冷却后溶液又恢复为澄明。这种由于温度升高而使含表面活性剂的溶液由澄明变为浑浊的现象称为起昙或起浊，此时的温度称为昙点或浊点。昙点是聚氧乙烯型非离子型表面活性剂的特征值，也是此类表面活性剂应用温度的上限。(五)表面活性剂的毒性(1)表面活性剂的毒性大小顺序为阳离子型>阴离子型>非离子型(2)两性离子型表面活性剂的毒性和刺激性均小于阳离子型表面活性剂。(3)非离子型表面活性剂用于口服制剂一般认为是无毒的，表面活性剂用于静脉给药的毒性大于口服。(4)表面活性剂外用时毒性较小，以非离子型表面活性剂对皮肤和黏膜的刺激性为最小。四、表面活性剂的应用1.增溶剂定义：指能增加难溶性药物溶解度的表面活性剂。形式：(1)极性药物可被增溶剂的亲水基团增溶；(2)非极性药物可进入胶束的疏水中心区内而被增溶；(3)半极性药物的极性部分伸入胶束的栅栏层、非极性部分进入胶束的疏水中心区内而被增溶。2.乳化剂定义：具有乳化作用的物质称为乳化剂。特点：能降低油水之间的表面张力，有利于液滴呈分散状态从而使乳剂易于形成。3.润湿剂润湿剂系指能促进液体在固体表面上铺展或渗透的表面活性剂，HLB值为7～9。4.起泡剂和消泡剂起泡剂：起泡剂系指可产生泡沫和稳定泡沫的表面活性剂。特点：降低液体表面张力，增加液体黏度，使泡沫形成并稳定。消泡剂：系指用来消除泡沫的表面活性剂。特点：吸附在泡沫表面上争夺液膜表面，取代原来的起泡剂，使泡沫破坏。5.去污剂去污剂系指用于除去污垢的表面活性剂，HLB值为13～16。常用的去污剂有钠皂、钾皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等阴离子表面活性剂。6.消毒剂和杀菌剂作用：可与细菌生物膜上的蛋白质发生强烈作用而使之变性或破坏，达到消毒和杀菌作用。应用：手术前皮肤消毒、伤口或黏膜消毒、器械消毒和环境消毒等。如苯扎氯铵、苯扎溴铵等。【课堂小结】表面活性剂的分类、性质和应用【课堂练习】1.书上相关题目2.学习通上相关题目【拓展延伸】1.表面活性剂可分为哪几类？每类各举2个例子说明其特点和用途。2.表面活性剂性质有哪些？引入新课结合生活实例激发学生学习兴趣。理解表面活性剂的概念看懂表面活性剂的结构知道表面活性剂的类型并举例展示不同类型的表面活性剂通过视频观看表面活性剂的实例结合动画理解表面活性剂的性质理解亲水亲油平衡值的定义和应用能够进行计算了解表面活性剂的毒性讲解表面活性剂的应用，激发学生社会服务的责任意识(