第四章--表面活性剂

2020/9/221第四章表面活性剂surfactant蚌埠医学院药剂教研室王秀2020/9/222Teachinggoal掌握表面活性剂的基本特性与选用；熟悉表面活性剂的结构特征及分类；表面活性剂的生物学性质；表面活性剂的应用。2020/9/223您注意过吗?§1.表面现象与表面张力2020/9/2242020/9/225表面张力表面现象2020/9/226一、表面活性剂的概念表面活性----能使液体表面张力↓的性质.表面活性剂----具有很强表面活性,能使液体的表面张力显著↓的物质,兼有增溶,乳化,润湿,去污,杀菌等应用性质。如:洗涤剂,苯扎溴铵,span,Tween….§2.表面表面活性剂surfatants2020/9/2272020/9/228二、表面活性剂的结构特征亲水基团解离的离子，羧酸,磺酸等及其可溶性盐;羟基,酰胺基等不解离的亲水基团。亲油基团多为8C以上的非极性烃链；含杂环或芳香族基团的碳链。2020/9/229三、表面活性剂的吸附性1.表面活性剂在溶液中的正吸附正吸附----表面活性剂在溶液表层聚集的现象.亲水基团亲油基团表面张力↓→产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。2020/9/22102.表面活性剂在固体表面的吸附极性固体物质对离子表面活性剂的吸附,低浓度下形成单分子层,其分子的疏水链伸向空气;表面活性剂溶液浓度达到CMC时,吸附达饱和,此时的吸附为双层吸附。非极性固体一般只发生单分子层吸附。2020/9/2211四、表面活性剂的分类Classificationofsurfactant离子型非离子型阴离子~肥皂类;阳离子~苯扎氯铵等;两性离子~卵磷脂,Tego…Span,Tween…根据分子组成特点和极性基团的解离性质进行分类:2020/9/2212（一）离子表面活性剂1.阴离子表面活性剂在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂称为阴离子表面活性剂。包括：高级脂肪酸盐、硫酸化物、磺酸化物。2020/9/2213⑴高级脂肪酸盐(肥皂类)通式:(RCOO-)nMn+脂肪酸烃链C11~C17乳化能力和分散油的能力强,易被酸破坏,有一定刺激性,一般只用于皮肤外用制剂。碱（土）金属皂有机胺皂等硬脂酸,油酸,月桂酸等常见2020/9/2214⑵硫酸化物硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类通式:R.O.SO3-.M+脂肪烃链C12~C18月桂醇硫酸钠:SDS可用作增溶剂、润湿剂、起泡剂或去污剂，HLB值40主要作外用软膏的乳化剂.月桂醇硫酸镁乳化剂和乳化剂2020/9/2215⑶磺酸化物脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等,通式:R.SO3-.M+有较好的保护胶体的性质;粘度低,去污力、起泡性及油脂分散力都很强.如:十二烷基苯磺酸钠(目前广泛应用的优良洗涤剂)胆汁中的胆盐含有牛黄胆酸钠属于此类，促进难溶性药物的吸收。2020/9/22162.阳离子表面活性剂季铵化合物,通式:特点①水溶性大、对酸碱均较稳定;②良好的表面活性作用,强大的杀菌作用;③临床:皮肤、粘膜及手术器械的消毒.常用:苯扎溴铵(新洁尔灭)、苯扎氯铵(洁尔灭)等.2020/9/22173.两性离子表面活性剂分子结构中同时具有正负电荷基团,在不同pH介质中表现出阴离子或阳离子表面活性剂的性质。磷脂类：大豆磷脂、卵磷脂对油脂乳化作用强,可用作脂质体膜材。卵磷脂可做注射用乳剂的乳化剂。球蛋白：易溶于水，乳化能力较强。2020/9/2218（二）非离子表面活性剂水中不解离,分子中亲水基团多为甘油、聚乙二醇、山梨醇等多元醇;亲油基团是长链脂肪酸、长链脂肪醇等,以酯键或醚键与亲水基团结合。广泛用于外用、口服制剂和注射剂的附加剂。2020/9/2219聚氧乙烯型聚氧乙烯脂肪酸酯Myrij聚氧乙烯脂肪醇醚Brij聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物poloxamer常用O/W型乳化剂常用O/W型乳化剂poloxamer188目前用于静脉乳剂的极少数合成乳化剂之一。非离子表面活性剂1.聚乙二醇型2020/9/22202.多元醇型①脂肪酸山梨坦span②聚山梨酯Tween常用W/O型乳化剂常用O/W型乳化剂（三）高分子表面活性剂分子量1000两亲性高分子PLA-PEG2020/9/2221五、表面活性剂的性质Basiccharactersofsurfactant（一）形成胶束micelles当表面活性剂的正吸附到达饱和后，浓度再增加时，其分子的亲油基团向内并相互吸引,在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的缔合体,称为胶束.2020/9/22221.临界胶束浓度-----criticalmicellconcentration,CMC表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。★具有相同亲水基的同系物,若亲油基越大,其CMC越小;★在CMC时,溶液的表面张力基本上达最低值;★在CMC达到一定范围内,单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。2020/9/22232.胶束的结构3.CMC的测定2020/9/2224（二）亲水亲油平衡值hydrophile-lipophilebalance,HLB表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力,称HLB.一般而言:HLB越高亲水性越强;十二烷基硫酸钠HLB=40HLB越低亲油性越强;span85HLB=1.82020/9/2225表面活性剂的HLB值与其适用范围应用HLB增溶剂13~18去污剂13~16O/W乳化剂8~18W/O乳化剂3~8润湿剂7~9消泡剂0.8~32020/9/2226非离子表面活性剂的HLB值具有加和性HLBab=HLBa×Wa+HLBb×WbWa+Wb例:45%span60(HLB=4.7)55%Tween60(HLB=14.9)混合体系HLBab=10.31注意!离子表面活性剂混合HLB值不可应用上述公式!2020/9/2227（三）表面活性剂的增溶作用增溶solubilization----表面活性剂可增大水不溶性物质在水中的溶解度,并形成澄明的胶体溶液的作用。增溶剂solubilizer----起增溶作用的表面活性剂。(HLB值13~18,Tween20;poloxamer…)增溶质----被增溶的物质。2020/9/22281.胶束增溶非极性物质可完全进入胶束内烃核非极性环境而被增溶;极性基则伸入胶束的栅状层和亲水基中被增溶。极性基2020/9/2229最大增溶浓度MACmaximumadditiveconcentration当表面活性剂用量为1g时增溶药物达到饱和的浓度。如:1gTween80可增溶0.19g丁香油.达到MAC后继续加入增溶质→溶液不再澄明。一般:CMC越低，缔合数越大，MAC就越高。2020/9/22302.温度对增溶的影响三个方面:1)影响胶束的形成;2)影响增溶质的溶解;3)影响表面活性剂的溶解度.对离子表面活性剂,一般随温度↑其溶解度↑。2020/9/2231⑴、Krafftpoint离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高到某一温度时,其溶解度急剧升高,此温度称Krafft点。CMC曲线Krafft点IIIIII2020/9/2232⑵、起昙与昙点起昙cloudingformation----因加热聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶液出现混浊的现象。昙点cloudpoint----起昙时的温度。注意！加热灭菌时对制剂稳定性的影响；温度达昙点，可能使增溶质析出，乳剂可被破坏。2020/9/2233（四）表面活性剂的生物学性质1.对药物吸收的影响若药物被增溶在胶束内，影响吸收：药物从胶束中扩散的速度和程度；胶束与胃肠生物膜融合的难易度；表面活性剂的浓度。2.与蛋白质的相互作用蛋白质变性。2020/9/22343.表面活性剂的毒性阳离子~＞阴离子~＞非离子~同类表面活性剂：iv＞po和外用。注意溶血反应：阴、阳离子~较强。4.表面活性剂的刺激性非离子型对皮肤、粘膜刺激性最小；一般：浓度↑→刺激性↑2020/9/2235（一）增溶剂solubilizer影响因素：表面活性剂的结构与性质药物的结构与性质添加剂温度1.加入的顺序可影响增溶能力六、表面活性剂的应用Applicationofsurfactant2020/9/22362.解离药物的增溶解离药物与带有相反电荷的表面活性剂混合时,不同的配比→增溶,形成可溶性复合物或不可溶性复合物。解离药物与非离子表面活性剂配伍,pH值可明显影响药物的增溶量。酸酸碱碱→增溶较大。2020/9/22373.多组分增溶质的增溶对主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂的相互作用:竞争同一增溶位置或吸附与结合其分子→主药增溶量↓;扩大胶束体积→主药增溶量↑.2020/9/22384.抑菌剂的增溶在表面活性剂中溶解度↑,抑菌浓度↑。如:尼泊金丙酯，丁酯。5.表面活性剂溶液的化学稳定性药物增溶后的稳定性受到多种因素影响:胶束表面的性质；胶束结构和胶束缔合体的反应性；药物自身的降解途径；溶液pH；离子强度…2020/9/2239（二）乳化剂emulsifier有较强的乳化能力,易在乳滴周围形成牢固的乳化膜以制备稳定的乳剂.阴离子~外用制剂的乳化剂;两性离子~内服制剂的乳化剂;非离子~外用,内服,部分用作静脉乳剂的乳化剂.2020/9/2240（三）润湿剂wettingagent能增加疏水性药物微粒被水湿润的附加剂.润湿剂最适HLB值:7~9（四）起泡剂与消泡剂formingagentandantiformingagent起泡剂---可降低液体的界面张力→使泡沫稳定的表面活性剂。消泡剂---可与泡沫液层争夺液膜面并吸附在泡沫表面上→使泡沫破坏消除的表面活性剂。消泡剂HLB值:1~32020/9/2241（五）去污剂detergents除去污垢的表面活性剂。HLB13~16阴离子~去污能力强，常用。（六）消毒剂与杀菌剂disinfectantandbactericide大多阳离子型~苯扎溴铵(七)助悬与分散剂2020/9/2242（八）表面活性剂的复配复配---表面活性剂相互间或与其它化合物的配合使用。1）与中性无机盐的配伍离子表面活性剂中加入可溶性中性无机盐，可使烃类增溶质的增溶量↑；极性物质的增溶量↓。对非离子表面活性剂的影响较小。2020/9/22432）有机添加剂C原子数12的脂肪醇→形成混合胶束→碳氢化合物增溶量↑；极性有机物↑CMC→影响胶束形成。3）水溶性高分子明胶、PVP等对表面活性剂分子有吸附作用→CMC↑2020/9/22444）表面活性剂混合体系①同系物混合；②非离子型与离子型混合；易形成混合胶束，CMC↓，表面活性作用↑③阳离子型与阴离子型混合适当配伍有增效作用;若比例不恰当或混合方法不适→电荷中和，产生沉淀。2020/9/2245A型题1.下列哪种表面活性剂一般不作增溶剂或乳化剂A.苯扎溴铵B.聚山梨酯80C.月桂醇硫酸钠D.硬脂酸钠E.卵磷脂2.最适合作W/O型乳剂的乳化剂的HLB值是:A.1~3B.3~6C.7~9D.8~16E.13~18X型题1.吐温类表面活性剂具有:A.增溶作用B.助溶作用C.润湿作用D.乳化作用E.分散作用2.可用于制备静脉注射用乳剂的是:A.西黄耆胶B.卵磷脂C.司盘85D.吐温80E.泊洛沙姆188ACDBE2020/9/2246名词解释：正吸附、CMC、HLB、MAC、Krafft点、昙点、润湿剂简述表面活性剂的基本性质。试述表面活性剂的用途有哪些。2020/9/2247