药剂学表面活性剂课件.ppt

1、第十章,表面活性剂,有关的物理化学概念,药物的表面现象,根据物质的聚集状态可以分为气-液、气-固、液-液、液-固、固-固等类型，两相之间紧密接触的过渡面叫界面，其中包含气相的叫表面 表面现象、界面现象 凡属凝聚相的物质，其表面积与分散程度有关：分散程度越高，表面积越大，表面现象也越突出,表面张力,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周围环境不同。 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组成与任一相的组成不同 表面收缩的动力 引起液体表面自动收缩的力称为表面张力，实际是分子间吸引力的一种量度，分子间吸引力大者，

2、表面张力高,表面自由能、体系自由能的增值 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，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。,空气,液体,影响因素 物质的性质 分子间引力 温度 温度升高，表面张力减小 由于体系总是趋向于降低表面张力来降低表面自由能；同时缩小表面积才能降低表面自由能，才能趋于稳定，因此，固体和液体表面产生吸附作用,第一节,概述,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-）,OOOW,O

3、OOW,OOOW,OOOW,二、结构特征,一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成。 烃链长度一般在8个碳原子以上，亲油； 极性基团可以是解离的离子基团，或是不解离的亲水基团。 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、醚键等。,三、吸附性,1、在溶液中的正吸附 表面活性剂分子在水-空气界面产生定向排列。 溶液较稀时，溶液表面层的表面活性剂浓度远远大于溶液中的浓度，溶液中的表面张力降到纯水表面张力以下。,2、在固体表面的吸附 （1）极性固体物质离子表面活性剂 在低浓度下，吸收曲线为S型，单分子层； 临界饱和浓度，双分吸附，温度增加吸附量减少。 （2）非极性固体 一般只

4、发生单分子吸附 （3）非离子表面活性剂 吸附量随温度升高而增大,第二节 表面活性剂的分类,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,离子表面活性剂 非离子表面活性剂,一、离子表面活性剂,（一）阴离子表面活性剂,1、高级脂肪酸盐 肥皂类 (R-COO) - n Mn+ R为脂肪酸烃链，一般在C11 C17之间，以硬脂酸、油酸 、月桂酸常见 根据M不同，可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂 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 R： C12 C18 硫酸化油：硫酸化蓖麻油（土尔其红油） 去污剂、润湿剂、

5、增溶 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 *稳定性好，外用,3、磺酸化物 R-SO3 - M +和RC6H5-SO3 - M + 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 甘胆酸钠、牛磺胆酸钠,（二）阳离子表面活性剂,阳离子起作用，亦称阳性皂 结构主要部分是五价氮原子，季铵化物 水溶性大，在酸性碱性溶液中较稳定 表面活性作用、杀菌作用 苯扎溴铵（新洁尔灭）、苯扎氯铵,（三）两性离子表面活性剂,同时有正负电荷基团，在不同pH环境下表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质 1、卵磷脂 天然 豆磷脂、蛋磷脂 2、氨基酸型和甜菜碱型 合

6、成 阴离子是羧酸盐 阳离子是季铵盐、胺盐,二、非离子表面活性剂,在水中不解离 亲水基团：甘油、PEG、山梨醇等多元醇 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 HLB 3-4 W/O型辅助乳化剂 （二）多元醇型 1、蔗糖脂肪酸酯： HLB 5-13 2、脂肪酸山梨坦： HLB 1.8-3.8 司盘Span W/O 3、聚三梨酯：吐温 Tween-80 O/W,非离子表面活性剂,（三）聚氧乙烯型 1、聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽 Myrij O/W 2、聚氧乙烯脂肪醇醚：苄泽 Brij （四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物 HLB 0.5-30 泊洛沙姆（ Poloxamer ）Pl

7、uronic 随聚氧丙烯比例增加，亲油性增强； 聚氧乙烯增加，亲水性增强 Poloxamer 188 用于静脉乳剂。,第三节 表面活性剂的性质及应用,一、形成胶束 （一）概念 胶束 分子缔合数 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 球状、棒状、束状、板状、层状 液态 液晶态 反向胶束 三、Cmc的测定 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 结果差异,二、亲油亲水平衡值,HLB，从0 至 40 （一）定义 值越大，亲水性越强 HLB不同，性质不同（O/W，W/O） 计算HLB（混合表面活性剂、加和性） HLBab=（HLBa

8、Wa + HLBb Wb ）/ （Wa + Wb ） 该式适用于非离子表面活性剂,HLB 3-6 W/O型乳化剂 HLB 8-18 O/W型乳化剂 HLB 13-18 增溶剂 HLB 7-9 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,（二）温度对增溶的影响： 胶束、增溶质、表-溶解度 Krafft点：离子表面活性剂，表-溶解度 制备温度 K

9、rafft点 昙点（cloud point）：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 对于烃类物质，增加增溶量 极性物质，降低增溶量 盐析现象 阴离子表面活性剂溶解度 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,碳原子在12以下的脂肪醇 增溶量 短链醇（C1-C12）破坏胶束形成 极性有机物， CMC，抑制胶束形成 （三）水溶性高分子 对表面活性剂有吸附作用， CMC 但一旦胶束形成，增溶效果显著增强,（四）表面活性剂

10、混合体系,1、同系物混合体 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 CMC介于两者之间，或低于其中任意一者的CMC 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,增溶相图：三元相图 解离药物的增溶 多组分增溶质 抑菌剂的增溶：活性降低，增加用量 表面活性剂溶液的化学稳定性 增溶质加入的顺序,六、其它应用,润湿剂、乳化剂 起泡剂：降低表面张力，HLB高 消泡剂：HLB低 去污剂 消毒剂、杀菌剂：使细菌的蛋白质变性,第四节 表面活性剂的生物学性质,对药物吸收的影响：

11、1、药物从胶束中的扩散 2、生物膜通透性的改变 与蛋白质的相互作用：电性结合，破坏 毒性：阳阴非 刺激性：外用,新型表面活性剂：,1、孪连表面活性剂（gemini surfactant） 带有两个疏水链、两个亲水基团、一个桥联基团 具有极高的表面活性，水溶液具有特殊的相行为和流变性。,2、Bola型表面活性剂,一个疏水部分连接两个亲水部分构成。 单链型、双链型、半环型 表面张力的特点：降低水表面张力的能力不是很强； 表面张力-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，溶液表面张力保持恒定； CMC很高，Krafft点较低，常温下有较好的溶解性。,3、可解离型表面活性剂,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。 常见的是带有可解离基团的季铵盐。 酸解型、碱解型、盐解型、热解型、光解型。 易于生物降解；易分离除去；可使解离产物产生新功能。,4、高分子表面活性剂,M1000 氧化乙烯-硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚-甲醛缩合物-氧化乙烯共聚物 水溶