表面活性剂.ppt

1、第十章表面活性剂华东理工大学制药工程系表面活性剂概述纯液体在一定温度下具有一定的表面张力，这是液体的物理常数。当无机盐或糖类加入水中时，水的表面张力略有增加。当低级脂肪醇和脂肪酸加入水中时，水的表面张力降低，这被称为水的表面活性物质。当油酸钠和十二烷基硫酸钠加入到水中时，水的表面张力可以显著降低，这被称为溶剂的表面活性剂。表面活性剂的结构特征，非极性烃链的亲脂性极性基团的亲水基团，表面活性剂的吸附，溶液中正吸附固体表面的吸附，第一节，表面活性剂的分类，离子表面活性剂，常用的离子表面活性剂如下：(1)阴离子表面活性剂1。高级脂肪酸盐：硬脂酸钠、钙、镁等。2.硫酸盐：ROSO3M，如十二烷基硫酸钠

2、、十六醇硫酸钠等。3.磺酸盐：RSO3M，如二己基琥珀酸钠。烷基苯磺酸盐的通式为RC6H5SO3M，如十二烷基苯磺酸钠。4.胆盐，如甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠。(2)阳离子表面活性剂，1。胺盐类型RNH3-X-，R2NH 2-X-，如苄基氯、甲基乙胺等。2.季铵盐R1R2N R3R4X-，如新洁尔灭、新洁尔灭等。具有高水溶性、良好的稳定性、表面活性和杀菌效果。(3)两性离子表面活性剂，氨基酸型和甜菜碱型：阴离子部分是羧酸，阳离子部分是季铵盐或胺盐。磷脂可用于制备静脉注射用乳剂和脂质体。(4)非离子表面活性剂。多元醇类型(1)脱水山梨糖醇脂肪酸酯(Span，Span 20(脱水山梨糖醇单月桂酸酯)，

3、span 40(脱水山梨糖醇单棕榈酸酯)，span 65(脱水山梨糖醇三硬脂酸酯)，span 80(脱水山梨糖醇单油酸酯)，span 85(脱水山梨糖醇三油酸酯)，(2)聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯，Tween 20(聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯)，Tween 40(聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯)，Tween 60(聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯)，Tween 80(聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)，Tween 85(聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯)，(3)。它不溶于水，但加热时会形成凝胶。主要用作水包油乳化剂和分散剂。2。聚氧乙烯型，(1)酯型RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH，n

4、是具有聚合度的Myrij表面活性剂，如聚氧乙烯40硬脂酸酯。(2)醚型反渗透(CH2OCH2)nH Brij表面活性剂。例如，Brij 30和Brij 35是具有不同分子量的聚合物。3。聚氧乙烯聚氧丙烯型，泊洛沙姆(NF Poloxamer，USA)，商品名(Pluronic)是聚氧乙烯丙烯嵌段共聚物，ho-(C2H4O)a-(CH2(CH3)o)b-(C2H4O)a-h，其中b至少为15，(C2H4O)泊洛沙姆188(Pluronic F68)是一种合成乳化剂，目前可用于静脉乳剂。第二节：表面活性剂的基本性质和应用。首先，当表面活性剂在溶液中的浓度超过一定浓度时，它们将从单体(单一离子或分子

5、)结合到胶体聚合物，即胶束(或胶束)。胶束开始形成的浓度称为临界胶束浓度或临界胶束浓度，用cmc表示。当溶液中形成胶束时，溶液的性质，如渗透压、浓度、界面张力、摩尔电导等。都有突兀的变化。，胶束结构，离子表面活性剂胶束，非离子表面活性剂，聚合物表面活性剂，混合胶束，以及外部条件对临界胶束浓度的影响。1.温度对cmc值的影响离子型表面活性剂在水中的溶解度是有限的，它随温度的升高而缓慢增加。一般来说，cmc值随着温度的升高而略有增加，这是因为分子的热运动随着温度的升高而加剧，不利于胶束的形成。非离子表面活性剂不是这样。当澄清溶液加热到一定温度时，溶液突然变得浑浊，表明溶解度和cmc值随着温度的升高

6、而降低。2.外部电解质对cmc值的影响在表面活性剂溶液中加入强电解质会降低cmc值，特别是对于离子型表面活性剂。3.有机物对cmc值的影响是复杂的。通常，长链极性有机化合物对表面活性剂的cmc值有显著影响。例如，醇、酸、胺和其它化合物随着烃链的增长而降低离子表面活性剂的cmc值，而醇对非离子表面活性剂的cmc值有相反的影响。由于表面活性剂的物理性质在临界胶束浓度附近的小范围内会发生变化，因此可以利用这一特性来确定临界胶束浓度。2.亲水亲油平衡(HLB)。表面活性剂由亲水基团和亲脂基团组成，它们的亲水性和亲油性是影响表面活性剂性能的主要因素。每种表面活性剂都有一定的亲水基团，并与亲脂基团的亲脂能

7、力有一定的平衡关系。这种关系称为亲水亲油平衡，即HLB值，是相对格里芬提出用HLB值来表示某些非离子表面活性剂的亲水性。规定不含疏水基团的聚乙二醇的HLB值为20，而不含亲水基团的石蜡的值为0。其他非离子表面活性剂的HLB值由以下公式计算。可以看出，亲水基团的重量比例越大，亲水性越大。还规定了强亲脂性油酸的HLB值为1，强亲水性油酸钠的值为18，从而可以相对确定其他表面活性剂的HLB值。根据HLB值，可以粗略估计表面活性剂的用量。HLB=，非离子表面活性剂的HLB值约为120，离子表面活性剂的值约为140。HLB值是一个特定的数字，它反映了表面活性剂分子中两个基团之间的相互作用及其平衡关系。表

8、面活性剂的低HLB值使其亲油，高HLB值使其亲水。HLB值可以决定乳液的类型，但HLB值不能解释乳化能力。混合乳化剂的HLB值可以根据构成非离子表面活性剂乳化剂的每种组分的重量百分比来计算。对于已知或给定的油相，当用不同HLB值的乳化剂乳化时，一个HLB值必须是最佳HLB值，此时形成的乳液是最稳定的。HLB的应用，3。克拉夫特点和雾度点，(1)克拉夫特点离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的变化曲线。随着温度的升高，其溶解度在一定温度下急剧增加，这称为克拉夫特点。对应于这一点的溶解度是离子表面活性剂的临界胶束浓度。溶液状态低于区域A的k线；表面活性剂沉淀在AKB线区域；此时，当温度再次升高时，K

9、B曲线(区域)以下的体系再次变成清澈的溶液，但与该相不同，该相是表面活性剂胶束溶液。克拉夫特点应用，克拉夫特点是离子表面活性剂的特征值，克拉夫特点也是表面活性剂应用温度的下限，或者说，只有当温度高于克拉夫特点时，表面活性剂才能发挥更好的作用。例如，十二烷基硫酸钠的克拉夫特点为28，而十二烷基硫酸钠的克拉夫特点为70。当在室温下使用时，前者作为增溶剂更好，而后者较高的克拉夫特点并不理想。浊点，非离子表面活性剂在水溶液中的溶解度随着温度的升高而降低，使溶液浑浊。这种混浊温度称为浊点，也称为浊点。浊点是非离子表面活性剂的特征值。大多数表面活性剂的浊点为70100，如吐温20为90；吐温60是76；吐

10、温80等于93。Tweens浊点产生的原因是聚氧乙烯链与水之间的氢键随着温度的升高而断裂，水合能力下降，但溶解度下降，溶液变浑浊，出现浊点。冷却时，氢键重新形成并变得清晰。当聚氧乙烯链相同时，烃链越长，浊点越低。当烃链长度相同时，聚氧乙烯链越长，浊点越高。表面活性剂复合物、中性无机盐复合物和有机添加剂复合物、水溶性高分子表面活性剂混合体系、中性无机盐复合物、离子表面活性剂具有高反离子浓度，cmc降低高价反离子并降低溶解度，盐析非离子表面活性剂具有高浓度时，破坏亲水基团和水分子的结合降低浊点，有机添加剂、脂肪醇和一些多元醇：短链醇形成混合胶束；破坏胶束的极性有机物；增加表面活性剂的溶解度，增加c

11、mc，水溶性聚合物和吸附表面活性剂的水溶性聚合物，使cmc增加；如果阳离子表面活性剂与阴离子聚合物相互作用，增溶作用将增强，表面活性剂、同系物和表面活性的混合体系将介于它们各自的表面活性剂之间。Cmc和非离子表面活性剂与离子表面活性剂的非线性摩尔分数：阴离子和阳离子表面活性剂容易形成混合胶束：它们形成具有高表面活性的分子复合物，但可能形成沉淀，这可能导致表面活性剂的增溶。当表面活性剂在水溶液中达到cmc值后，一些不溶于水或微溶于水的物质在胶束溶液中的溶解度会显著增加，形成透明的胶体溶液，称为增溶。在医学上，一些挥发油、脂溶性维生素、人体激素和许多其他不溶性药物通常可以溶解形成澄清溶液或增加浓度

12、。(1)最大增溶浓度，胶束增溶系统是一个热力学稳定系统和热力学平衡系统。在cmc值以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量增加，增溶量也应增加。当表面活性剂的量固定时，最大添加剂浓度是增溶剂达到饱和的浓度。例如，1克十二烷基硫酸钠可溶解0.262克孕酮，1克吐温80和吐温20可分别溶解0.19克和0.25克丁香油。(2)表面活性剂增溶的应用：由增溶相图溶剂、增溶剂和增溶剂组成的三元体系的最佳配比通常通过实验制作三元相图来确定。解离性药物的增溶当解离性药物与带相反电荷的表面活性剂混合时，在不同的比例下可能会出现复杂的情况，如增溶、形成可溶性复合物或不溶性复合物。一般来说，表面活性剂的烃链越长，即

13、疏水性越强，不溶性络合物的可能性越大。当解离药物与非解离表面活性剂相容时，很少形成不溶性复合物。酸碱度能明显影响药物的增溶作用，对于弱酸性药物，它们在弱酸性环境中有较大的增溶作用；对于弱碱性药物，在碱性条件下有更多的增溶作用；作为两性离子，它在等电点有最大的增溶作用。当多组分增溶剂的增溶制剂中组分较多时，主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂之间的相互作用。表面活性剂溶液中的抑菌剂或其他抗菌药物的增溶作用经常被增溶并降低活性。在这种情况下，有必要增加化学稳定药物的量。增溶后的化学稳定性与增溶剂的顺序有关。表面活性剂的其他应用，表面活性剂的起泡和消泡作用，表面活性剂通常具有很强的亲水性和高HLB

14、值，可以降低溶液中溶液的界面张力，稳定泡沫。这些物质被称为发泡剂。在产生稳定泡沫的条件下，加入一些HLB值为13的强亲油性表面活性剂。它能与泡沫液层竞争液膜的表面并将其吸附在泡沫表面而不是原来的发泡剂上，但它不能形成稳定的液膜，因此泡沫被破坏。这种用于消除泡沫的表面活性剂被称为消泡剂洗涤剂或清洁剂，是一种用于去除污垢的表面活性剂。HLB值通常为1316。表面活性剂的消毒和灭菌。第四，表面活性剂的生物特性。(1)表面活性剂对药物吸收的影响。发现表面活性剂的存在可能增加或减少药物吸收，这取决于许多因素。如果药物溶解在胶束中，并能从胶束中平稳扩散或胶束本身能迅速与胃肠粘膜融合，则吸收将增加。如吐温8

15、0能明显促进螺内酯的口服吸收。表面活性剂能溶解生物膜中的脂质，增加上皮细胞的通透性，从而促进吸收。例如，十二烷基硫酸钠可以提高头孢菌素钠、四环素、磺胺、氨基苯磺酸等药物的吸收。吐温80和吐温85增加了一些不溶性药物的吸收，因为它们在胃肠道中形成高粘度的团块，并降低胃排空率。然而，当聚氧乙烯或纤维素表面活性剂增加胃液的粘度并阻止药物扩散到粘膜表面时，吸收率随着粘度的增加而降低。(2)表面活性剂与蛋白质的相互作用，蛋白质分子结构中氨基酸的羧基在碱性条件下解离并带负电荷，而结构中的氨基或胍基在酸性条件下解离并带正电荷。因此，在两种不同的充电条件下，它们分别与阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂电结合。此外，表面活性剂还可能破坏蛋白质二维结构中的盐键、氢键和疏水键，从而削弱蛋白质残基之间的交联，使螺旋结构无序或被破坏，最终导致蛋白质变性。(3)表面活性剂的毒性一般来说，阳离子表面活性剂毒性最大，其次是阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂毒性最小。两性离子表面活性剂的毒性小于阳离子表面活性剂。表面活性剂静脉给药的毒性大于口服给药。非离子表面活性剂毒性低，如静脉注射用泊洛沙姆188毒性低，麻醉小鼠可耐受10毫升10%溶液的静脉注射。阳离子和阴离子表面活性剂不仅有毒，而且具有很强的溶血作用。0.001%十二烷基硫酸钠溶液具有较强的溶血作用。非离