第十章表面活性剂2019

第二篇：药物制剂的基本理论第十章：表面活性剂哈医大药剂教研室本章掌握的主要内容一、概述（表面活性剂的概念与结构特点）二、表面活性剂的分类（分类，常用表面活性剂的性质、用途）三、表面活性剂的基本性质（CMC、HLB、Krafft、昙点的概念、性质）四、表面活性剂的应用(与具体剂型结合掌握）第一节概述※表面活性剂(surfactant)具有很强的表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。一、概念液体表面与体相分子受力情况※二、结构：分子结构具有双亲性.非极性烃链极性基团表面活性剂+第十章：表面活性剂(亲水基团)(亲油基团)三、表面活性剂的吸附性：1.溶液中的正吸附：表面活性剂在水中浓度低时，表面活性剂分子在水与空气界面定向排列聚集，形成单分子层，表面活性剂在溶液表面聚集的现象称为正吸附。2.固体表面的吸附：水亲水基团亲油基团第十章：表面活性剂※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非离子表面活性剂一、阴离子型表面活性剂第十章：表面活性剂1.高级脂肪酸盐（肥皂类）：1）碱金属皂：如硬脂酸钠、硬脂酸钾，作增溶剂、润湿剂和O/W型乳化剂。2）碱土金属皂：如硬脂酸钙、硬脂酸镁，做W/O型乳化剂及疏水性润滑剂使用。3）有机胺皂：如三乙醇胺皂，作增溶剂和O/W型乳膏剂的乳化剂。一般供皮肤外用去污洗涤第十章：表面活性剂2.硫酸化物：1)硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油2)高级脂肪醇硫酸酯：如十二烷基硫酸钠(SDS)又称月桂醇硫酸钠(SLS)，十六烷基硫酸钠。3.磺酸化物：1)脂肪族磺酸化物：如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索－OT）2)烷基芳基磺酸化物：十二烷基苯磺酸钠（广泛使用的洗涤剂）3)烷基萘磺酸化物第十章：表面活性剂1苯扎氯铵（洁尔灭）2苯扎溴铵（新洁尔灭）3度米芬等1卵磷脂：天然表面活性剂。可作为静脉脂肪乳剂的乳化剂使用.2氨基酸型与甜菜碱型：合成表面活性剂。阴离子部分是羧酸盐，阳离子由1）胺盐构成者为氨基酸型(如：Tego)；2）季铵盐构成者为甜菜碱型。二、阳离子型表面活性剂三、两性离子型表面活性剂常用作消毒杀菌剂磷脂酰部分头基名称缩写磷脂酰胆碱PC磷脂酰乙醇胺PE磷脂酰色氨酸PS磷脂酰甘油PG磷脂酸PA磷脂酰肌醇PI四、非离子型表面活性剂1脂肪酸甘油酯：HLB：3～4（W/O型）2蔗糖脂肪酸酯：HLB：5～13（O/W型）3脂肪酸山梨坦：失水山梨醇脂肪酸酯，span类，如span20，40，60，80等，（W/O型）4聚山梨酯：聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，tween类，如tween20，40，60，80等，（O/W型）5聚氧乙烯脂肪酸酯类：卖泽，Myrij，（O/W型）如Myrij45，49，52等，6聚氧乙烯脂肪醇醚类：苄泽，Brij，（O/W型）如Brij30，35，7聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类：又称泊洛沙姆（poloxamer），商品名为普朗尼克（Pluronic）如poloxamer188（PluronicF68），（O/W型及静脉用乳剂的乳化剂）第三节表面活性剂的基本性质（一）表面活性亲水基团亲油基团一、物理化学性质水※（二）表面活性剂胶束表面活性剂能缔合形成胶束的最低浓度※1.临界胶束浓度CMC（criticalmicelleconcentration）一、物理化学性质胶态电解质溶液—十二烷基硫酸钠的性质※（二）表面活性剂胶束图9-2离子型表面活性剂胶束2.胶束的结构：※（二）表面活性剂胶束图9-2非离子型表面活性剂胶束2.胶束的结构：※（二）表面活性剂胶束图1高分子型表面活性剂胶束图2混合胶束（实线为在纸的水平面上，虚线为在纸的垂直面上）2.胶束的结构：※（二）表面活性剂胶束3.临界胶束浓度的测定由于表面活性剂的物理性质在临界胶束浓度附近的较小范围内会发生突变，所以利用此特性，可测定CMC值。（1）表面张力法表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度增大而急剧下降，当达到CMC值后，这种下降则变得缓慢或不再下降。因此，以表面张力对浓度的对数作图，曲线的转折点即为CMC值，如图所示。※（二）表面活性剂胶束图9-6庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系※（二）表面活性剂胶束（2）电导法以表面活性剂溶液的摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，准确性以后者为最好，因为浓度低时是直线，CMC值时摩尔电导率随浓度的平方根变化很大。曲线的转折点即为CMC值，如图所示：图9-7十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系※（二）表面活性剂胶束※（三）亲水亲油平衡值HLB（hydrophile－lipophilebalance）表面活性剂分子中亲水基团和亲油基团对油或水的综合亲和力一、物理化学性质亲油性亲水性０２０聚氧乙烯石蜡※（三）亲水亲油平衡值HLB非离子型表面活性剂的HLB值约处于1~20之间，离子型表面活性剂的HLB值约处于1~40之间。HLB值是指定数，它反映的是表面活性剂分子中两种基团的作用大小和平衡后的相互关系。表面活性剂的HLB值小则亲油性强，HLB值大则亲水性强。HLB值大小可以确定乳剂的类型，HLB值小的油溶性乳化剂可形成W/O型乳剂；HLB值较大的水溶性乳化剂可形成O/W型乳剂，但HLB值不能说明乳化能力的大小。※（三）亲水亲油平衡值HLB※表面活性剂的HLB与用途密切相关HLB应用HLB=3~6作W/O型乳化剂HLB=8~18作O/W型乳化剂HLB=13~18作增溶剂HLB=7~9作润湿剂HLB=13~16作去污剂HLB=1~3作消泡剂※（三）亲水亲油平衡值HLB)72(BABABAHLBHLBHLB※混合物的HLBA·B计算公式WA——A的重量（或百分重量）WB——B的重量（或百分重量）HLBA——A的HLB值HLBB——B的HLB值非离子表面活性剂※（三）亲水亲油平衡值HLB化学组成商品名称HLB油酸1.0脱水山梨醇三油酸酯Span851.8脱水山梨醇硬脂酸酯Span652.1脱水山梨醇单油酸酯Span804.3脱水山梨醇单硬脂酸酯Span604.7聚氧乙烯月桂酸酯-2LAE-26.1脱水山梨醇单棕榈酸酯Span406.7※（三）亲水亲油平衡值HLB脱水山梨醇单月桂酸酯Span208.6聚氧乙烯油酸酯-4OE47.7聚氧乙烯十二醇醚-4MOA49.5二[十二烷基]二甲基氯化铵10.0十四烷基苯磺酸钠ABS11.7油酸三乙醇胺FM12.0聚氧乙烯壬基苯酚醚-9OP-913.0聚氧乙烯十二胺-513.0※（三）亲水亲油平衡值HLB聚氧乙烯辛基苯酚醚-10TritonX-10(Tx-10)13.5聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯Tween6014.9聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯Tween8015.0十二烷基三甲基氯化铵DTC15.0聚氧乙烯十二烷-1515.3聚氧乙烯脱水山梨醇棕榈酸单酯Tween4015.6聚氧乙烯硬脂酸酯-30SE3016.0聚氧乙烯硬脂酸酯-40SE4016.7※（三）亲水亲油平衡值HLB聚氧乙烯脱水山梨醇月桂酸单酯Tween2016.7聚氧乙烯辛基苯酚醚-30Tx-3017.0油酸钠钠皂18.2油酸钾钾皂20.0十六烷基乙基吗啉基乙基硫酸盐阿特拉斯G26325~30十二烷基硫酸钠AS40[注]表中化学名称后的阿拉伯数代表氧乙烯基团数※（三）亲水亲油平衡值HLB※（四）增溶作用表面活性剂在水中达到CMC后，可由真溶液变成胶体溶液，一些水不溶性或微溶性药物会进入胶束的不同位置而使其在水中的溶解度显著增加，形成透明胶体溶液，这个过程称为增溶，起增溶作用的表面活性剂称增溶剂，被增溶的物质称增溶质。C＞CMC时，C越大，增溶量越大最大增溶浓度（MAC）：表面活性剂用量为1克时，增溶药物达到饱和的浓度。CMC越小，缔合数越大，MAC越大1.胶束增溶※（四）增溶作用影响：胶束的形成增溶质的溶解表面活性剂的溶解度※2.温度对增溶的影响※2.温度对增溶的影响※Krafft点离子型表面活性剂随温度升高溶解度增加，温度升高至某一温度时，其溶解度急剧增大，这一温度称为Krafft点。十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系※2.温度对增溶的影响※起昙对于某些聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高可导致表面活性剂溶解度急剧下降并析出，溶液出现浑浊，这种发生混浊的现象称为起昙，此时的温度称为昙点或浊点（cloudpoint）。···※2.温度对增溶的影响表面活性剂对药物的吸收有很大影响。影响因素如药物在胶束中扩散的速度和程度，胶束与胃肠道生物膜融合的难易程度等.二、表面活性剂的生物学性质（一）对药物吸收的影响蛋白质分子在两种不同带电情况下：分别与阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂发生电性结合。此外，表面活性剂还可能使蛋白质发生变性。二、表面活性剂的生物学性质（二）与蛋白质的相互作用毒性大小顺序为：阳离子＞阴离子＞非离子；静脉用＞口服用。溶血作用：非离子最小；聚氧乙烯烷基醚＞聚氧乙烯芳基醚＞聚氧乙烯脂肪酸酯＞吐温类；吐温20＞吐温60＞吐温40＞吐温80。poloxamer188二、表面活性剂的生物学性质（三）毒性（四）刺激性①增溶剂②乳化剂③润湿剂④起泡剂与消泡剂⑤去污剂⑥消毒剂和杀菌剂※第四节表面活性剂的应用亲水基团亲油基团一、增溶剂（一）增溶的机理41增溶相图：增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系，三元体系的最佳比例常通过实验制作三元相图来确定。制作三元相图：按一组比例取增溶剂和增溶质混匀，分别滴加蒸馏水，计算各混浊点处三组分的重量或体积百分数，并绘入三角坐标图中。（一）增溶的机理421.增溶剂的性质（1）CMC越小，胶束聚集数越多，增溶作用越强。同系物增溶剂：随碳链增加增溶量增大；相同碳数：直链＞分支结构；碳链含不饱和键或极性基团：增溶减弱；具相同亲油基：非离子型＞阳离子型＞阴离子型；（2）增溶剂用量：在CMC以上；用量越大，增溶质溶解度增加越多；（3）增溶剂加入的顺序：顺序为：(增溶剂+增溶质)+水影响增溶作用的因素：2.增溶质的性质（1）极性的影响：强极性和非极性药物：非离子型表面活性剂HLB值越大，增溶效果越好；极性低的药物：相反（2）结构的影响：增溶质同系物烃链增加增溶能力降低不饱和化合物＞饱和化合物；环状的支链增加，增溶量增加；影响增溶作用的因素：2.增溶质的性质（3）解离度的影响：1）非解离型药物：易增溶；2）解离药物：增溶的可能性较小，甚至溶解度降低。a.当解离药物与带有相反电荷的表活混合：在不同配比下可能出现增溶、形成可溶性复合物或不溶性复合物等复杂情况。b.解离药物与非解离表面活性剂的配伍：很少形成不溶性复合物。对弱酸碱性药物pH值可明显影响药物的增溶量。（对于弱酸性药物而言，在偏酸性环境中有较大的增溶；对于弱碱性药物，则在偏碱性条件下有更多的增溶；作为两性离子则在等电点时有最大增溶量）影响增溶作用的因素：2.增溶质的性质（4）多组分增溶质的增溶：1）协同作用：可扩大胶束体积，增加增溶量；2）竞争作用：与主药竞争同一增溶位置，减少增溶量；3）某组分吸附或结合表活：减少增溶量影响增溶作用的因素：2.增溶质的性质（5）其他影响：抑菌剂或抗菌药物易被增溶，但增溶后，活性降低，抑菌浓度升高。其在表活中的溶解度越高，要求的抑菌浓度就越大。·影响增溶作用的因素：3.温度的影响（1）离子型表活：T升高，增溶量增大；·（2）聚氧乙烯醚型非离子型表活：·T升高，非极性药物：增溶量增大；极性药物：T＜昙点，增溶量增大；T＞昙点，增溶量减少；影响增溶作用的因素：药物增溶后的化学稳定性与胶束表面性质、结构和胶束缔合体的反应性、药物本身的降解途径、环境的pH、离子强度等多种因素有关。（二）表面活性剂溶液的化学稳定性1.与中性无机盐配伍：1）加入可溶性中性无机盐（1）对非离子表面活性剂的影响低浓度盐对CMC影响较小，但在高浓度盐(0.1mol/l)的存在下，破坏聚氧乙烯等亲水基与水的结合，浊点降低（2）对离子表面活性剂的影响增加烃类增溶质的增溶量；·降低极性增溶质的增溶量·2）加入不溶性中性无机盐·（三）表面活性剂的复配2.有机添加物（1）脂肪