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1、第三章 表面活性剂,3.1 概述 3.2 表面活性剂的分类 3.3 表面活性剂的性质 3.4 表面活性剂的应用,3.1 概述,任何液体都有表面张力，使液体表面张力降低的性质称表面活性。 表面活性剂： 使液体表面张力显著下降的物质。 同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等性质。,3.1 概述,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 非极性基团： 8个碳的链烃， 或含杂环和芳环的碳链 极性基团：羧酸或磺酸及盐， 硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯 氨基或胺基及盐,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，表面活性剂溶解于水，在水空气界面定向排列，
2、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。,表面活性剂在溶液中的正吸附,3.2 表面活性剂的分类,根据来源：天然、合成 根据解离的过程，可分为： 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 非离子表面活性剂,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。 毒性小，稳定性好可用于静脉注射剂。 用作O/W乳化 剂，需加防腐剂。,天然表面活性剂： a. 阿拉伯胶： 糖苷酸和阿拉伯酸的钾、钙、镁盐， 阿拉伯酸为支链型多糖，含一个
3、羧基。 阿拉伯胶在油/水界面形成粘弹性的高分子层膜；羧基电离，界面膜带负电；机械和电的阻力，有效防止乳滴合并。,天然表面活性剂： b.大豆磷脂和卵磷脂 大豆磷脂：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； 精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。 卵磷脂：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、稳定性高的O/W型亚微乳。,一.离子表面活性剂类 1. 阴离子型： 肥皂类：高级脂肪酸的盐(RCOO-)nMn+ 脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见， Mn+为碱金属、碱土金属， 一般仅用于外用制剂。,1. 阴离子型 硫酸化物：ROSO3-M+ 硫酸化油：
4、如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂。 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，也可作固体制剂的润湿剂或增溶剂。,1. 阴离子型 磺酸化物： RSO3-M+ 脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物，,起作用的是阳离子，亦称阳性皂。 1.结构：含有一个五价氮原子。 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。 3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。 4.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,分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性
5、剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。 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。 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，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,在水溶液中不解离。 1.结构组成： 亲水基团 (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： 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,（一）脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单
6、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， HLB34，表面活性弱。 应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。,常用品种,（二）多元醇型 1.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。 根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。 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。 应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。,常用品种,2.脂肪酸山梨坦：司盘类Spans 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) 根据脂肪酸品种数
7、量不同分为： 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,3. 聚山梨酯(polysorbate)：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.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类Myrj 系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。 通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 因n不同，产品常用
8、的有： Myri-45 -49 -51 -52 -53 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,2.聚氧乙烯脂肪醇醚 系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。 通式:RO(CH2O CH2)nH 产品有: 1）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(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。 3）平平加O(Perogol O)为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。 4）埃莫尔弗(Em
9、lphor)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,即泊洛沙姆(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。 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，Poloxamer118 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
10、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,3.3 表面活性剂的性质 一、理化性质 二、生物学性质,胶束形成 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 排斥力吸引力，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。,临界胶束浓度（CMC） 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。 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。,胶束的结构 球形：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状层，亲水基分布在球状胶束表面发生
11、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。 棒形：表面活性剂浓度继续增加的结果，具有一定柔顺性。 六角束状：浓度再增加。 层状：浓度再大，呈液晶状。,亲水亲油平衡值（HLB） 表面活性剂分子中亲水和亲油基对油或水的综合亲和力。 HLB值限定为0-40。 非离子表面活性剂HLB值范围0-20。 全由疏水碳氢石蜡分子的HLB值为0。 全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的HLB值为20。 既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的HLB为0-20。,亲水亲油平衡值（HLB） HLB值与表面活性剂的应用有关。 3-6，亲油性较好，作W/O型乳化剂。 7-9，作为润湿剂 8-18，亲水性较好
12、，作O/W型乳化剂。 13-18，可作增溶剂。,非离子表面活性剂的HLB值具有加和性。 简单的二组分活性剂体系的HLB值可计算：(离子表面活性剂不适用),例题1,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？,表面活性剂的增溶作用,表面活性剂通过胶束可增加难溶性药物溶解度 水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中溶解度显著增加，形成透明胶体溶液。 起增溶作用的表面活性剂叫增溶剂，被增溶的物质叫增溶质。 増溶剂的最适HLB 13-18。常用的有：聚山梨酯类，聚氧乙烯脂肪醇醚类,在CMC以上，随表面活性剂浓度增加，胶束数量增加，增溶量增加。 每1g增溶剂增溶
13、药物的克数称增溶量。 表面活性剂用量固定，增溶达平衡后，继续加入增溶质，体系将转变为热力学不稳定体系。CMC越小，缔合数越大，MAC就越高。,影响表面活性剂的溶解度 影响增溶质溶解 影响胶束的形成,首页 上一页 下一页,温度对增溶的影响,影响表面活性剂的溶解度,离子表面活性剂，当温度升至某一温度，溶解度急剧升高，该温度称Krafft点，相对应的溶解度为该离子表面活性剂的CMC。 Krafft点越高，表面活性剂胶束浓度越小。Krafft点是表面活性剂应用温度的下限。 聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升至一定，溶液发生混浊，该温度称浊点或昙点。原因为聚氧乙烯链与水的氢键随温度升高断裂,表面活性剂的
14、生物学性质,1.对吸收的影响 虽然表面活性剂可提高药物的溶解度和溶出度，但并不总是增进药物的吸收，也可能降低药物的吸收。 2.表面活性剂的毒性 毒性：阳离子阴离子非离子 阳离子、阴离子表面活性剂具有较强的溶血作用。非离子表面活性剂溶血较弱。,首页 上一页 下一页,3.刺激性 长期或高浓度使用可出现皮肤或粘膜损害。 4.表面活性剂的生物学讲解,首页 上一页 下一页,表面活性剂的生物学性质,一、增溶剂 二、乳化剂 三、润湿剂 四、起泡与消泡剂 五、去污剂 六、消毒与杀菌剂,首页 上一页 下一页,3.4 表面活性剂的应用,增溶剂的性质 增溶质的性质 温度的影响 増溶剂的用量及加入方法,影响增溶作用的
15、因素,二、乳化剂,HLB值8-16：O/W型乳化剂 HLB值3-8：W/O型乳化剂 乳化剂的选择除了以HLB值为依据外，主要通过实验筛选，得到理化性质适宜、稳定性好的乳化剂。,三、润湿剂,HLB值为 7-9 疏水性固体粉末不易被润湿 表面活性剂定向吸附于固-液界面， 排除表面吸附的空气，降低固液界面张力， 固体被润湿而均匀分散。,四、起泡和消泡 其它应用,HLB值较高的表面活性剂溶液，剧烈搅拌或蒸发浓缩时产生泡沫，液体的表面张力降低而使产生的泡沫稳定，称为“起泡剂”。 HLB值为1-3的亲油性较强的表面活性剂，可与泡沫液层争夺液膜，使泡沫破坏，称“消泡剂”。,首页 上一页 下一页,课堂练习,1
16、. 表面活性剂能使液体的表面张力（ ） A、增加 B、显著增加 C、降低 D、显著降低 E、不变 2. 以下表面活性剂中属于两性离子型表面活性剂的是（ ） A、月桂醇硫酸钠 B、司盘20 C、十二烷基苯磺酸钠 D、苯扎溴铵 E、卵磷脂,课堂练习,3、具有杀菌作用的表面活性剂是（ ） A、月桂醇硫酸钠 B、苯扎溴铵 C、卵磷脂 D、吐温80 E、司盘80 4、可用作O/W型乳化剂的HLB值为（ ） A、HLB1-3 B、HLB3-8 C、HLB7-9 D、HLB8-18 E、HLB15-18,课堂练习,5、具有起昙现象的表面活性剂是（ ） A、卵磷脂 B、肥皂 C、吐温80 D、司盘80 E、月桂醇硫酸钠 6、属于阴离子型的表面活性剂是（ ） A、吐温80 B、月桂醇硫酸钠 C、乳化剂OP D、普流罗尼克F-68 E、司盘80,课堂练习,7、以下表面活性剂毒性最强的是（ ） A、吐温80 B、肥皂 C、司盘20 D、平平加O E、氯苄烷铵 8、临床上主要用于皮肤、黏膜、手术器械的消毒的表面活性剂是：( ) A、 有机胺皂 B、苯扎溴铵 C、 聚山梨酯80 D、 普朗尼克,