醫(yī)學(xué)專題藥用輔料-表面活性劑分析

1、第二章 表面活性劑 12021/7/20 星期二荷葉上的水珠的表面張力作用現(xiàn)象22021/7/20 星期二第一節(jié) 表面活性劑概述同一相中的物理化學(xué)性質(zhì)是一樣的，相與相之間有明顯的分界限，稱為界面（表面）。表面張力是指一種表面分子具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，并使表面自動(dòng)收縮至最小面積的力。32021/7/20 星期二表面活性劑(surfactant)是指那些具有很強(qiáng)表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。 1 23 c42021/7/20 星期二兩親結(jié)構(gòu)二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特征和分類親油基（ 碳?xì)滏?R-、 C8C18之間 ）親水基（-OH、COO-、 -NH2、 -COOR )親油基 親水基5

2、2021/7/20 星期二表面活性劑 離子型 （水中能電離） 非離子型（水中不電離）脂肪酸甘油酯多元醇型聚氧乙烯型陰離子型陽離子型兩性型62021/7/20 星期二一、離子表面活性劑1、高級(jí)脂肪酸鹽： 通式：(RCOO-)nMn+分類：一價(jià)金屬皂(鉀、鈉皂)；二價(jià)或多價(jià)皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機(jī)胺皂(三乙醇胺皂) 性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價(jià)鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。 應(yīng)用：具有一定的刺激性，用于外用制劑（軟膏劑）。（一）陰離子表面活性劑72021/7/20 星期二2、硫酸化物通式：ROSO3-M+分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高級(jí)脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉，SDS) 。 性質(zhì)：可與

3、水混溶，乳化性很強(qiáng)，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生沉淀。 應(yīng)用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時(shí)也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。 82021/7/20 星期二3、磺酸化物 通式：RSO3-M+ 分類：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉，常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如牛磺膽酸鈉。 性質(zhì)：水溶性, 耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差, 不易水解。 應(yīng)用： 黏度低、去污力、油脂分散力都強(qiáng)，常用優(yōu)良洗滌劑。 92021/7/20 星期二1.結(jié)構(gòu)：季銨鹽類化合物，帶正電荷。2.特點(diǎn)：水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)

4、定，具有良好的表面活性和殺菌作用。但易與一些大分子陰離子藥物發(fā)生沉淀。 3.應(yīng)用：殺菌；防腐；毒性大，主要用于皮膚、粘膜和手術(shù)器械的消毒。4.常用品種：苯扎氯銨(潔爾滅)；苯扎溴銨 (新潔爾滅) （二）陽離子表面活性劑102021/7/20 星期二分子結(jié)構(gòu)上同時(shí)具有正負(fù)電荷基團(tuán)的表面活性劑，隨介質(zhì)的pH可成陽或陰離子型。卵磷脂：不溶于水，可作注射用乳劑的乳化劑、脂質(zhì)體主要原料；氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。后者最大優(yōu)點(diǎn)：適用于任何pH溶液，在等電點(diǎn)時(shí)也無沉淀。性質(zhì)：堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，去污力強(qiáng)； 酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力強(qiáng)。 （三）兩性離子表面活性劑112021/7/2

5、0 星期二二、非離子表面活性劑1.結(jié)構(gòu)組成親水基團(tuán) (甘油、聚乙二醇、山梨醇)；親油基團(tuán)(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；親水基和親油基以酯鍵、醚鍵結(jié)合2.性質(zhì)： 毒性小，不解離，不受pH的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，廣泛應(yīng)用于外用、內(nèi)服、注射制劑。122021/7/20 星期二（一）脂肪酸甘油酯 種類：有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。 性質(zhì)：不溶于水，在水、熱、酸、堿及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB為34。 應(yīng)用：主要用作W/O型輔助乳化劑。 常用品種132021/7/20 星期二（二）多元醇型 1.蔗糖脂肪酸酯種類：?jiǎn)熙ァ⒍?、三酯及多酯?性質(zhì)：在酸、堿及酶等作用下易水解

6、成游離脂肪酸和蔗糖， HLB為513。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，但在水和甘油中加熱可形成凝膠。應(yīng)用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。常用品種142021/7/20 星期二2.脂肪酸山梨坦（司盤類 Spans） O CH2COOROH OH OH不溶于水，易溶于乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值小，常用作W/O型乳化劑。司盤20（月桂山梨坦） 司盤40（棕櫚山梨坦） 司盤60（硬脂山梨坦） 司盤65（三硬脂山梨坦） 司盤80（油酸山梨坦） 司盤85（三油酸山梨坦） 司盤分子通式常用品種152021/7/20 星期二3. 聚山梨酯 ( 吐溫 Tweens) O CH2COORO(C2H4O)

7、nH O(C2H4O)nH O(C2H4O) nH易溶于水和乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值大，常用作O/W型乳化劑、增溶劑、分散劑和潤濕劑。聚山梨酯20(吐溫20) 聚山梨酯 40(吐溫40) 聚山梨酯60(吐溫60) 聚山梨酯65(吐溫65) 聚山梨酯80(吐溫80) 聚山梨酯85(吐溫85)吐溫分子通式常用品種162021/7/20 星期二1.聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤類，Myrij）通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 品種： Myrij-45 Myrij-49 Myrij-51 Myrij -52 Myrij-53 應(yīng)用：具有較強(qiáng)水溶性，乳化能力強(qiáng)，作增溶劑和O/W型

8、乳化劑。（三）聚氧乙烯型常用品種172021/7/20 星期二2.聚氧乙烯脂肪醇醚 通式：RO(CH2O CH2)nH 產(chǎn)品: （1）芐澤類(Brij)，如Brij-30 、Brij-35，作O/W乳化劑。（2）西土馬哥(cetomacrogol)為O/W型乳化劑 或揮發(fā)油增溶劑。（3）平平加O(perogol O)（4）埃莫爾弗(emlphor) 易溶于水和醇及多種有機(jī)溶劑， HLB為1218，具有較強(qiáng)親水性，乳化能力強(qiáng)，作增溶劑和O/W型乳化劑。常用品種182021/7/20 星期二又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克 (Pluronic) 通式：HO(C2H4O)a-(C3H

9、6O)b-(C2H4O)cH 性質(zhì)：為淡黃色液體或固體；分子量100010000以上；HLB值為0.530；聚氧丙烯為親油基；聚氧乙烯為親水性基；具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。Poloxamer188 (pluronic F68)特點(diǎn)：無毒、無抗原性、無致敏性、無刺激性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作為靜脈乳劑o/w型乳化劑， 用本品制備的乳劑能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍而不改變其物理穩(wěn)定性。3.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品種192021/7/20 星期二第二節(jié) 表面活性劑的基本性質(zhì)（一）膠束的形成臨界膠束濃度膠束（micelles)：當(dāng)水溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí)

10、，依靠自身的范德華力相互聚集，形成親油基向內(nèi)，親水基向外的分子締合體，稱為膠束。 臨界膠束濃度（ critical micell concentration, CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。一、表面活性劑膠束202021/7/20 星期二（二）膠束的結(jié)構(gòu) 212021/7/20 星期二二、親水親油平衡值（一）HLB值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力。數(shù)值范圍：HLB值范圍為040，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為020。HLB 值愈大，親水性愈強(qiáng)； HLB 值愈大，親

11、水性愈強(qiáng)；HLB 值愈小，親油性愈強(qiáng)。 值愈小，親油性愈強(qiáng)。222021/7/20 星期二232021/7/20 星期二表面活性劑的HLB值應(yīng)用范圍HLB=36 可作為W/O型乳化劑HLB=79 可作為潤濕劑HLB=818 可作為O/W型乳化劑HLB=1318 可作為增溶劑181512 9 6 3 0 增溶劑 去污劑O/W乳化劑 潤濕劑W/O乳化劑消泡劑圖3 不同HLB表面活性劑 適用范圍242021/7/20 星期二非離子型表面活性劑的HLB值具有加和性，混合后的HLB值可通過經(jīng)驗(yàn)式求得： HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb) HLB值的計(jì)算252021/7/20 星期

12、二舉例1：將司盤80（HLB 4.3）與聚山梨酯80 （HLB 15.0）等量混合，混合物的HLB 是多少？舉例2：用聚山梨酯20 （HLB 16.7）和司盤80 （HLB 4.3）制備HLB 為9.5的混合乳化劑100g，問兩者各用幾克？262021/7/20 星期二三、克氏點(diǎn)與曇點(diǎn)1.krafft點(diǎn)（克氏點(diǎn)）krafft點(diǎn)：離子表面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高，當(dāng)至某一溫度時(shí)，其溶解度急劇升高， 該溫度稱為krafft點(diǎn)， 相對(duì)應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。krafft點(diǎn)是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限，即只有高于krafft點(diǎn)，表面活性劑才能更大程度地發(fā)揮作用。

13、272021/7/20 星期二282021/7/20 星期二2.起曇與曇點(diǎn)聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高至某一溫度時(shí)，其溶解度急劇下降并析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱為起曇，此時(shí)溫度稱為曇點(diǎn)(或濁點(diǎn)）。原因：溫度升高到一定程度時(shí)，可導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，聚氧乙烯鏈發(fā)生強(qiáng)烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表面活劑溶解度急劇降低。在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L，濁點(diǎn)越低；在碳?xì)滏滈L相同時(shí)，聚氧乙烯鏈越長則濁點(diǎn)越高。292021/7/20 星期二四、表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)表面活性劑可能增加藥物吸收，也可能降低藥物的吸收。 若藥物被增溶在膠束內(nèi)，且能順利從膠束內(nèi)擴(kuò)散或膠束迅

14、速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；表面活性劑溶解生物膜脂質(zhì)，增加上皮細(xì)胞的通透性，從而改善吸收；形成高粘度團(tuán)塊，降低胃空速率，增加藥物吸收。（一）對(duì)生物膜的影響302021/7/20 星期二離子型表面活性劑在酸性或堿性介質(zhì)中都可能與蛋白質(zhì)結(jié)合。 蛋白質(zhì)在堿性下，羧基解離而帶負(fù)電荷時(shí)，與陽離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合； 蛋白質(zhì)在酸性下，氨基或胺基解離而帶正電荷時(shí)，與陰離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合。表面活性劑還可破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的鹽鍵、氫鍵和疏水鍵，使蛋白質(zhì)的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，最終蛋白質(zhì)發(fā)生變性。（二）表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用312021/7/20 星期二1. 表面活性劑毒性大?。?一般是陽離子型陰離子型非離子型2. 口服給藥：陽離子型陰離子型非離子型，非離子型表面活性劑口服一般沒有毒性。 3. 靜脈給藥的毒性口服， 其中仍非離子型毒性較低，Poloxamer188靜脈注射毒性很低。4.溶血作用：陰、陽離子表面活性劑不僅毒性較大，而且有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用，但一般較小。 （三）表面活性劑的毒性322021/7/20 星期二第三節(jié) 表面活性劑的其他應(yīng)用一、增溶 增溶劑：HLB=1518二、乳化乳化劑： HLB=38，可作為W/O型乳化劑； HLB=811，可作為O/W型乳化劑