药剂学课件第三章表面活性剂.ppt

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1、3.1 3.1 概述概述l任何液体都有表面张力，使液体表面张任何液体都有表面张力，使液体表面张力力降低降低的性质称的性质称表面活性表面活性。l表面活性剂表面活性剂：使液体表面张力使液体表面张力显著下降显著下降的物质。的物质。同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等性质。杀菌、消泡、起泡等性质。l表面活性剂的结构特征：表面活性剂的结构特征：两亲性分子：极性亲水基、非极性疏水基两亲性分子：极性亲水基、非极性疏水基非极性基团：非极性基团：8个碳的链烃，个碳的链烃，或含杂环和芳环的碳链或含杂环和芳环的碳链极性基团：羧酸或磺酸及盐，极性基团：羧酸或磺酸及盐，

2、硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯 氨基或胺基及盐氨基或胺基及盐 l表面活性剂的在溶液中的正吸附表面活性剂的在溶液中的正吸附因分子具极性基团和非极性基团的两亲性，因分子具极性基团和非极性基团的两亲性，表面活性剂溶解于水，在水表面活性剂溶解于水，在水空气界面定向排空气界面定向排列，亲水基向水而亲油基向空气。列，亲水基向水而亲油基向空气。浓度较稀时，表面活性剂几乎集中在表面浓度较稀时，表面活性剂几乎集中在表面形成单分子层，并将溶液的表面张力降低到纯形成单分子层，并将溶液的表面张力降低到纯水的表面引力以下。水的表面引力以下。表面活性剂在溶液中的正吸附表面活性剂在溶液中的正吸附 l根据来

3、源：天然、合成l根据解离的过程，可分为：l阴离子表面活性剂l阳离子表面活性剂l两性离子表面活性剂l非离子表面活性剂天然表面活性剂天然表面活性剂 来源动植物，亲水高分子，降低界面张力的来源动植物，亲水高分子，降低界面张力的能力不强，形成高分子膜使乳剂稳定。能力不强，形成高分子膜使乳剂稳定。具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等性能。具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等性能。毒性小，稳定性好可用于静脉注射剂。毒性小，稳定性好可用于静脉注射剂。用作用作O/W乳化乳化 剂，需加防腐剂。剂，需加防腐剂。天然表面活性剂天然表面活性剂：a.阿拉伯胶：阿拉伯胶：l糖苷酸和阿拉伯酸的钾、钙、镁盐，糖苷酸和阿拉伯酸的钾

4、、钙、镁盐，l阿拉伯酸为支链型多糖，含一个羧基。阿拉伯酸为支链型多糖，含一个羧基。l阿拉伯胶在油阿拉伯胶在油/水界面形成粘弹性的高分子水界面形成粘弹性的高分子层膜；羧基电离，界面膜带负电；机械和电层膜；羧基电离，界面膜带负电；机械和电的阻力，有效防止乳滴合并。的阻力，有效防止乳滴合并。天然表面活性剂天然表面活性剂：b.大豆磷脂和卵磷脂大豆磷脂和卵磷脂l大豆磷脂：大豆磷脂：大豆油中分离，以卵磷脂为主；大豆油中分离，以卵磷脂为主；亲水基：磷酸根、胆碱；亲油基：烃链；亲水基：磷酸根、胆碱；亲油基：烃链；精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。l卵磷脂：卵磷脂：玉米

5、、花生、蛋类制得，可人工合成玉米、花生、蛋类制得，可人工合成；对油脂乳化能力很强，可制成乳滴小、稳定；对油脂乳化能力很强，可制成乳滴小、稳定性高的性高的O/W型亚微乳。型亚微乳。一一.离子表面活性剂类离子表面活性剂类 1.阴离子型阴离子型：肥皂类：肥皂类：高级脂肪酸的盐高级脂肪酸的盐(RCOO-)nMn+脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见，脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见，Mn+为碱金属、碱土金属，为碱金属、碱土金属，一般仅用于外用制剂。一般仅用于外用制剂。1.阴离子型阴离子型硫酸化物：硫酸化物：ROSO3-M+硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂。高

6、级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠、十六高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠。易与高分子烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠。易与高分子阳离子药物作用，对粘膜有一定刺激。阳离子药物作用，对粘膜有一定刺激。主要用作外用软膏的乳化剂，也可作固体制剂主要用作外用软膏的乳化剂，也可作固体制剂的润湿剂或增溶剂。的润湿剂或增溶剂。1.阴离子型阴离子型磺酸化物磺酸化物：RSO3-M+脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物，脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物，l起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.1.结构：结构：含有一个五价氮原子。2.2.特点：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

7、性和杀菌作用。3.3.应用：应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.4.常用药物：常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵(新洁尔灭)（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂l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。l常用品种常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。l最大优点：最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。l性质：性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。（三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂l在水溶液中不解离。1.结构组成：结构组成：亲水基团

8、(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健 2.性质：性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂（一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯 l主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。l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，HLB34，表面活性弱。l应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。常用品种常用品种（二）多元醇型（二）多元醇型 1.1.蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。l根据脂

9、肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。l性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸，HLB513，表面活性弱。l应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。常用品种常用品种2.2.脂肪酸山梨坦：脂肪酸山梨坦：司盘类司盘类Spans l即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸Spans(混合物)l根据脂肪酸品种数量不同分为：l应用：HLB1.83.8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。（二）多元醇型（二）多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油

10、三油（二）多元醇型（二）多元醇型Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油3.聚山梨酯聚山梨酯(polysorbate)：吐温：吐温Tweens 即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。脂肪酸品种和数量不同分为：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯：聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类卖泽类Myrj Myrj l系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。l通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH l因n不同，产品

11、常用的有：Myri-45 -49 -51 -52 -53 l应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型2.2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚 l系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。l通式:RO(CH2O CH2)nH l产品有:1）苄泽类）苄泽类(Brij)，如Brij-30 和-35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，n为10-20时作油/水乳化剂。2）西土马哥）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3）平平加）平平加O(Perogol

12、O)为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。4）埃莫尔弗）埃莫尔弗(Emlphor)为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型l即泊洛沙姆泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)。l通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH l性质：为淡黄色液体或固体；分子量100014000；HBL0.530；随聚氧丙烯比例增加，则亲油性增强；随聚氧乙烯比例增加，则亲水性增强；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。l特点：对皮肤无刺激和过敏性，对粘膜刺激性很大，毒性中较小，Poloxa

13、mer118 可作为o/w型乳化剂，是目前用于静脉乳剂少数合成的乳化剂之一，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（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物 3.3 3.3 表面活性剂的性质表面活性剂的性质 一、理化性质一、理化性质 二、生物学性质二、生物学性质l胶束形成胶束形成 正吸附达饱和后增加浓度，分子转入溶液，正吸附达饱和后增加浓度，分子转入溶液，因亲油基的存在，水分子对表面活性剂分子的因亲油基的存在，水分子对表面活性剂分子的 排斥力排斥力吸引力，表面活性剂分子依靠范德华吸引力，表面活性剂分子依靠范德华力聚集，形成亲油基向内亲水基向外的胶束。力聚

14、集，形成亲油基向内亲水基向外的胶束。临界胶束浓度（临界胶束浓度（CMCCMC）表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。此时，溶液的表面张力达最低值。此时，溶液的表面张力达最低值。不同的表面活性剂，每个胶束中分子缔合不同的表面活性剂，每个胶束中分子缔合数不同。非离子表面活性剂的缔合数较大。数不同。非离子表面活性剂的缔合数较大。l胶束的结构胶束的结构l球形：球形：碳氢链无序缠绕形成疏水内核，碳氢链无序缠绕形成疏水内核，与亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅与亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层，亲水基分布在球状胶束表面发生状层，亲水基分布在球状胶束表面发生一定程度的水合作用

15、。对离子型表面活一定程度的水合作用。对离子型表面活性剂，其反离子吸附在胶束表面。性剂，其反离子吸附在胶束表面。l棒形：棒形：表面活性剂浓度继续增加的结果，表面活性剂浓度继续增加的结果，具有一定柔顺性。具有一定柔顺性。l六角束状六角束状：浓度再增加。：浓度再增加。l层状层状：浓度再大，呈液晶状。：浓度再大，呈液晶状。l亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLBHLB）表面活性剂分子中亲水和亲油基对油或表面活性剂分子中亲水和亲油基对油或水的综合亲和力。水的综合亲和力。lHLBHLB值限定为值限定为0-400-40。l非离子表面活性剂非离子表面活性剂HLBHLB值范围值范围0-200-20。l全由疏水碳

16、氢石蜡分子的全由疏水碳氢石蜡分子的HLBHLB值为值为0 0。l全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的HLBHLB值为值为2020。l既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的的HLBHLB为为0-200-20。l亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLBHLB）HLBHLB值与表面活性剂的应用有关。值与表面活性剂的应用有关。l3-63-6，亲油性较好，亲油性较好，作作W/OW/O型乳化剂。型乳化剂。l7-97-9，作为，作为润湿剂润湿剂l8-188-18，亲水性较好，亲水性较好，作作O/WO/W型乳化剂型乳化剂。l13-1813-18，可作可作增溶剂增溶剂。aabbababHLBWHLBWHLBWW非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值具有值具有加和性加和性。简单的二组分活性剂体系的简单的二组分活性剂体系的HLBHLB值可计算：值可计算：(离子表面活性剂离子表面活性剂不适用不适用)例题1l计算45%司盘60（HLB=4.7）和55%吐温60（HLB）组成的混合表面活性剂的HLB值？l表面活性剂表面活性剂通过通过胶束胶束可增