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1、第三章 表面活性剂,中山大学药学院 胡海燕 Phone: 39943118 Address: Room120, SPS Building Email: ,表面活性剂在药剂学中的作用,乳化作用 增溶作用 润湿作用 杀菌消毒,主要内容,概述 表面活性剂的分类 表面活性剂的的基本性质 表面活性剂的应用 ,第一节 概述,表面活性剂 Surfactants 使液体表面张力下降且显著下降的物质。 (受温度、表面活性剂浓度影响) 有增溶、乳化等作用，区别于表面活性物质。,定义,结构特点,亲水亲油两亲性 1)但并不是亲水亲油的就是表剂 2)非极性碳氢链8碳，极性羧基、磺酸基、硫酸基、氨基，铵,在液体中的存在状
2、态,低浓度时为单分子，主要降低表面张力； 高浓度时以胶束的形式存在，主要增溶； 胶束（micelle）：表面活性剂分子在溶液中形成疏水基向内，亲水基向外的多分子聚集体。 形成胶束的最低浓度被称作临界胶束浓度（critical micelle concentration）简称CMC。,第二节 表面活性剂的分类,来源 天然/合成 溶解性质 水溶性/油溶性 亲水基解离性质 阴离子型 离子型 阳离子型 两性离子型 非离子型,表面活性剂分类,阴离子型表面活性剂,高级脂肪酸盐类 (RCOO-)nMn+ 月胿醇/棕榈酸/硬脂酸 碱金属皂/碱土金属皂/三乙醇胺皂 硬脂酸钾软皂 特点：乳化能力较好，一般外用 电
3、解质使之盐析 遇酸不稳定 一价易被二、三价破坏,硫酸化物 R.O.SO3-M+ 十二烷基/十六烷基/十八烷基 特点：乳化能力强，较肥皂稳定 可与高分子阳离子药物作用沉淀 对粘膜有刺激性 外用， 少量用于片剂润湿剂,阴离子型表面活性剂,磺酸化物 R.SO3-M+ 十二烷基苯磺酸钠 胃肠道的乳化剂/目前广泛应用的洗涤剂 特点：稳定性不如硫酸化物 遇酸很稳定,阴离子型表面活性剂,铵盐型 季铵盐型 阳离子是一个五价的氮原子，也称季铵化物。 苯扎氯铵/苯扎溴铵 特点： 广谱抗菌剂 用于皮肤和伤口的清洗 在酸性或碱性溶液中稳定 水溶性大,阳离子型表面活性剂,卵磷酯 (豆磷酯 蛋磷酯) 组成复杂，各组分比例
4、不一样，影响用途 磷脂酰胆碱含量高亲水性；肌醇磷脂高亲脂性。 Lipoid公司提供各种天然、合成的磷脂 磷酯特点： 1)对热十分敏感； 2)酸碱、脂酶存在下易水解； 3)常用于注射用制剂 4)在碱水中呈阴离子；在酸水中呈阳离子,两性离子表面活性剂,脂肪酸甘油酯(单甘油脂、二甘油酯) 单硬酯酸甘油酯 特点： 1)表面活性较弱，HLB值3-4； 2)在水、热、酸、碱作用下易水解； 3)主要用做W/O型辅助乳化剂,非离子表面活性剂,多元醇型 蔗糖脂肪酸酯 单脂、二脂、三脂、多脂 特点： HLB值5-13； 室温下稳定，高温分解或焦化； 酸、碱、酶作用下可水解 不溶于水、油，可溶于丙二醇、乙醇等，在水
5、和甘油中加热可形成凝胶 O/W型乳化剂，高脂肪酸含量做阻滞剂,非离子表面活性剂,多元醇型 失水山梨醇脂肪酸酯 特点： 1)HLB值1.8-3.8，W/O型乳化剂； 2)不溶于水，溶于乙醇； 3)在酸、碱、酶作用下容易水解； 4)span20,span40与吐温配伍作O/W型， span60,span65与吐温配伍作W/O混合乳化剂。,非离子表面活性剂,多元醇型 聚山梨醇酯 特点： 1)不溶于油，易溶于水、乙醇等有机溶剂； 2)在酸、碱、酶作用下容易水解； 3)低浓度在水中形成胶束，增溶不受pH影响； 4)Tween是常用的增溶剂、润湿剂、乳化剂。,非离子表面活性剂,聚氧乙烯型 1)聚氧乙烯脂肪
6、酸酯 聚乙二醇分子量和脂肪酸的种类 卖泽 聚氧乙烯40硬脂肪酸酯 较强水溶性、乳化能力强，O/W型乳化剂。 2)聚氧乙烯脂肪醇醚 聚乙二醇分子量和脂肪醇的种类 聚氧乙烯蓖麻油甘油醚 较强亲水性质，增溶剂及O/W型乳化剂。,非离子表面活性剂,聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物 聚氧乙烯(亲水)-聚氧丙烯(亲油) 英文名poloxamer 商品名pluronic 命名(3位数字)前两位100=聚氧丙烯链段分子量； 后一位10%=聚氧乙烯链段所占比例。 特点： 1)HLB值范围广，0.5-30,乳化、润湿、分散等作用较强，增溶作用较弱； 2)poloxamer O/W型乳化剂，为用于静脉乳剂的合成表面活性剂，
7、耐热压灭菌低温冷冻。,非离子表面活性剂,第三节 表面活性剂基本性质,表面活性剂性质与CMC CMC的测定 胶束结构 外界条件对表剂的影响 亲水亲油平衡值(HLB值) 生物学性质,表面活性剂基本性质,1)在CMC时，表面张力达最小 2)到达CMC后，胶束数量与表剂浓度成正比 3)相同亲水基团同系列表剂，亲油基团越大CMC越小,表面活性剂性质与CMC,表面活性剂性质与CMC,4)CMC时，表面活性剂很多性质，如渗透压、密度、界面张力和摩尔电导等都存在突变现象。根本原因是两亲性物质自身缔合形成胶束所致。,5)溶液中的胶束与自由分子单体处于动力学平衡状态，即胶束在不断地破散和重组，这是胶束溶液与其他胶
8、体溶液的区别所在。,表面活性剂性质与CMC,CMC的测定,表面张力法(通用) 图5-13 光散射法(通用) 摩尔电导法(离子表面活性剂) 图5-14,胶束结构,胶束结构,胶束结构,胶束结构,外界条件对表剂的影响,温度 Krafft 点(离子表面活性剂) 离子表剂随温度升高溶解度急剧升高所对应的温度。 离子表面活性剂的特征值，为表面活性剂应用温度的下限。 离子表剂在水中的溶解度随温度的升高而增大。由于升温使表面活性剂分子热运动加剧，不利于胶束形成，所以CMC增大。,Krafft点为表剂使用温度的下限,外界条件对表剂的影响,温度 昙点(cloud point;非离子表面活性剂) 聚氧乙烯型非离子表
9、剂溶液当升高到某温度时，聚氧乙烯链与水之间的氢链断裂，水合能力下降，溶解度减小，溶液变浊，称此变浊温度为昙点。冷却时氢键重新形成，呈澄明。为表面活性剂使用的最高温度。注意使用温度，比如热压灭菌。,外界条件对表剂的影响,外加电解质 离子表面活性剂溶液中加入强电解质能降低CMC, 使胶束的带电基团之间的排斥力减小，导致胶束化过程消耗的电功减少。 非离子型则受电解质影响较小。,外界条件对表剂的影响,外加有机物 一般长链的极性有机物对表面活性剂的CMC的影响显著。加入醇、酸和胺等，随烃链增长，离子型表面活性剂的CMC减小，但使非离子型的CMC增大。,外界条件对表剂的影响,亲水亲油平衡值(HLB值),表
10、面活性剂分子的亲水、亲油性是由分子中的亲水基团和亲油基团的相对强弱决定的，衡量表面活性剂分子亲水性和亲油性的相对强弱的物理量是亲水亲油平衡值（hydrophile and lipophile balance values），即HLB值。 完全疏水的碳氢化合物石腊HLB=0 完全亲水的聚乙二醇HLB=20 十二烷基硫酸钠HLB=40 不同的HLB值的表面活剂具有不同用途。,计算 1) HLB = 7+亲水基团HLB数亲油基团HLB数 十二烷基硫酸钠的HLB值： HLB = 7+38.7(0.47512)= 40.0,如何得到HLB值？,某些基团的HLB值,2） Mh亲水基质量 3）,如何得到HL
11、B值？,试验 溶解度法 将表剂溶于水中，看溶解度估计HLB值范围,如何得到HLB值？,分配系数法 测定表剂在辛烷和水中的平衡浓度 HLB-7=0.36lnCw/Co 易发生增溶和乳化现象，表面活性剂浓度不易测准。 乳化法 5%未知HLB值的表剂+15%已知HLB的油+80%水，匀化，观察稳定性。最稳定的乳剂其油的HLB值与表剂最接近,如何得到HLB值？,对药物吸收的影响 可增进或降低药物的吸收 表剂可溶解生物膜脂质，增加上皮细胞的通透性，从而改善吸收；另一些表剂增加难溶性药物吸收则是因其在胃肠中形成高粘度团块，降低了胃排空速率。如果这种粘度增加阻止药物向粘膜面扩散，则吸收降低。,生物学性质,毒
12、性 表面活性剂毒性大小： 阳离子两性阴性非离子 静脉注射口服,生物学性质,溶血性 表面活性剂溶血性大小： 阴离子阳离子非离子 SDS在低浓度时（0.001%时就有强烈溶血作用） 静脉注射口服,生物学性质,刺激性 长期外用，可能对皮肤和粘膜造成损害。 表面活性剂刺激性大小： 阳离子阴性非离子/两性,生物学性质,找几个表面活性剂增溶的例子，说出是用的是哪一类表面活性剂。 比如：两性霉素B注射剂 紫杉醇注射剂,思考题,第四节 在药物制剂中的应用,表面活性剂的乳化作用,与降低表面张力有关（乳化剂相关章节介绍 ）,表面活性剂的增溶作用,增溶的概念 当表面活性剂浓度达到和超过CMC后,形成的胶束能够增加难
13、溶于水的物质的溶解度,这种作用称之为增溶。 Solubilizers增溶剂 Solubilizates增溶质 增溶量 每1g增溶剂能增溶药物的最大克数为增溶量。,1）增溶剂的性质 CMC越小及胶束分子缔合数越大，则增溶效果越强（同系物链长越长增溶量越大）； 非离子型较离子型强； HLB值越大对强极性药物的增溶效果越好,影响胶束增溶的因素,2）增溶剂加入量和制备方法,加入量，即溶剂、增溶质和增溶剂三者的配比，可由三元相图来确定。 如何制作相图？ 药物+表剂，用水滴定。,*,*,*,*,*,*,*,*,影响胶束增溶的因素,3）增溶剂加入量和制备方法 一般先将药物与增溶剂混合，最好使完全溶解，然后加
14、水稀释，能较好溶解且增溶量大。 浓配法,影响胶束增溶的因素,4）添加物的影响 同时加入胶束中的各种溶质相互作用能改变胶束的增溶作用，称共溶质效应（effect of cosolutes)。主要是竞争胶束的增溶位点。 无机物 对离子型表面活性剂影响大，使其CMC大大降低，使分子缔合数增加，促进非极性溶质的增溶。 有机物 使胶束胀大，有利于极性有机物插入胶束栅状层中；若竞争同一增溶位点，阻碍。,影响胶束增溶的因素,制备混悬剂时药物疏水性强，药物固体粉末表面被一层气膜包围，或表面的疏水性阻止了液体对固体的润湿。加入表面活性剂，降低界面张力和接触角，容易被分散。,表面活性剂的润湿作用,实验四 混悬剂的制备，药物疏水性与亲水性。,硫磺,