表面活性劑課件

第十章表面活性劑表面和表面現(xiàn)象

表面：物質(zhì)的兩相之間密切接觸的過(guò)渡區(qū)稱(chēng)為界面，其中一相為氣體。

表面現(xiàn)象：凡在其相界面上所發(fā)生的一切物理化學(xué)現(xiàn)象第一節(jié)概述一、表面活性劑的概念表面張力：使液體表面分子向內(nèi)收縮至最小面積的力使液體表面張力降低的性質(zhì)即為表面活性表面活性劑(surfactant)：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)。Oneendofthesurfactantmoleculeiscompatiblewithwater(hydrophilic),theotherendwithoil(hydrophobic,sometimesalsocalledlipophillic).

棕櫚酸鈉的兩親性結(jié)構(gòu)非極性烴鏈極性基團(tuán)：羧酸正吸附：表面活性劑在溶液的表面層聚集的現(xiàn)象表面活性劑濃度越低，表面活性張力降低越顯著，越容易形成正吸附。三、表面活性劑的吸附性1.表面活性劑在溶液中的正吸附正吸附第二節(jié)表面活性劑的分類(lèi)根據(jù)極性基團(tuán)的解離性質(zhì)：

離子表面活性劑

非離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑陰離子表面活性劑兩性離子表面活性劑根據(jù)溶解性：水溶性、油溶性根據(jù)來(lái)源：天然、合成

2、硫酸化物：

R·O·SO3-M+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)應(yīng)用：乳化劑、潤(rùn)濕劑、增溶劑、去污劑（一）陰離子表面活性劑季銨化合物C16H35N(CH3)3Cl→C16H35N(CH3)3++Cl-

N-十六烷基三甲基氯化銨水溶性大，穩(wěn)定，具有良好的表面活性和殺菌作用苯扎氯銨(潔爾滅)；苯扎溴銨(新潔爾滅)（二）陽(yáng)離子表面活性劑同時(shí)具有正負(fù)電荷基團(tuán)，隨介質(zhì)的pH變化可成陽(yáng)或陰離子型。pH＞等電點(diǎn)呈陰離子表面活性劑性質(zhì)，去污力強(qiáng)pH＜等電點(diǎn)呈陽(yáng)離子表面活性劑性質(zhì)，殺菌力很強(qiáng)（三）兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑卵磷脂：天然來(lái)源，注射用乳劑及脂質(zhì)體微粒制劑的主要輔料。氨基酸型和甜菜堿型：合成品陰離子：羧酸鹽陽(yáng)離子：季銨鹽（甜菜堿型）、胺鹽（氨基酸型）十二烷基氨基丙酸鈉

C12H25NH(CH2)2COONaOH-C12H25NH(CH2)2COO-

H+C12H25NH2+(CH2)2COOH結(jié)構(gòu)組成：①親水基團(tuán)(甘油、聚乙二醇、山梨醇)②親油基團(tuán)(長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、烷基或芳基)③酯鍵、醚鍵2.性質(zhì)：

毒性小，不解離，不受pH值影響，應(yīng)用廣泛

二、非離子表面活性劑（二）多元醇型

蔗糖脂肪酸酯根據(jù)脂肪酸取代數(shù)不同分為：?jiǎn)熙ァ⒍?、三酯及多酯。?yīng)用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。常用品種2.脂肪酸山梨坦：司盤(pán)類(lèi)應(yīng)用：HLB1.8~3.8，水/油乳劑的乳化劑（二）多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂酸單棕櫚酸單硬脂酸三硬脂酸單油酸三油酸（二）多元醇型Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油

3.聚山梨酯(polysorbate)：吐溫聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤(rùn)濕劑。

2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚通式:R·O·(CH2OCH2)nH油/水型乳化劑、增溶劑（三）聚氧乙烯型類(lèi)別芐澤平平加Ｏ西土馬哥埃莫爾弗脂肪醇月桂醇油醇十六醇蓖麻油泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)

通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH聚氧丙烯比例增加，則親油性增強(qiáng)；聚氧乙烯比例增加，則親水性增強(qiáng)；具有乳化、潤(rùn)濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。Poloxamer118(pluronic68)：o/w型乳化劑，可靜脈注射（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物表面活性劑臨界膠束濃度（criticalmicellconcentration,CMC）表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度

表面張力降到最低點(diǎn)時(shí)表面活性劑的濃度即CMC

膠束的結(jié)構(gòu)膠束的形狀與表面活性劑濃度有關(guān)隨濃度增加分別為：球形棒狀板層狀（晶體性質(zhì)）物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化時(shí)的濃度為臨界膠束濃度外界因素對(duì)測(cè)定結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響臨界膠束濃度的測(cè)定

二、親水親油平衡值（一）HLB值的概念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：HLB0~40，非離子表面活性劑HLB0~20(1)非離子型表面活性:

HLB具有加和性

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)(2)理論計(jì)算法：

HLB=∑(親水基團(tuán)HLB)－∑(親油基團(tuán)HLB)+7HLB值計(jì)算三、表面活性劑的增溶作用（一）膠束增溶增溶劑：起增溶作用的表面活性劑增溶質(zhì)：被增溶的物質(zhì)當(dāng)表面活性劑用量為1g時(shí)增溶藥物達(dá)到飽和的濃度即為最大增溶濃度(MAC)表面活性劑CMC越低、締合數(shù)越大，MAC越高①影響膠束的形成②影響增溶質(zhì)的溶解③影響表面活性劑的溶解度三、表面活性劑的增溶作用（二）溫度對(duì)增溶的影響krafft點(diǎn)定義：當(dāng)溫度升高至某一溫度時(shí)，離子型表面活性劑在水中的溶解度急劇升高，該溫度稱(chēng)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)是離子表面活性劑的特征值和下限值A(chǔ)tlowtemperaturesasaturatedsurfactantsolutionwillbeinequilibriumwithsolidsurfactant;thetemperatureistoolowformicellestoformandthelimitingsolubilitywillbelow.Attheso-calledKraffttemperatureitbecomespossibletoformmicellesandthesurfactantbecomesmuchmoresoluble;thereisabreakinthesolubilitycurve,asshownforsodiumdecylsulphonatealongside.表面活性劑膠束溶液（澄明溶液）過(guò)量表面活性劑析出真溶液起曇與曇點(diǎn)(cloudpoint)聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高可導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，表面活性劑溶解度急劇下降并析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱(chēng)為起曇，此時(shí)溫度稱(chēng)為曇點(diǎn)(或濁點(diǎn)）聚氧乙烯鏈相同時(shí)：碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，濁點(diǎn)越低碳?xì)滏滈L(zhǎng)相同時(shí)，聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)，濁點(diǎn)越高二表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)表面活性劑的存在可能增加藥物吸收，也可能降低藥物的吸收。一、對(duì)藥物吸收的影響①堿性條件，羧基解離，

[蛋白質(zhì)]-+[表面活性劑]+→電性結(jié)合②酸性條件，胺基、氨基解離，

[蛋白質(zhì)]++[表面活性劑]-→電性結(jié)合蛋白質(zhì)構(gòu)象中的二維結(jié)構(gòu)破壞→蛋白質(zhì)變性二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用1.表面活性劑毒性大?。宏?yáng)離子型>陰離子型>非離子型2.非離子型表面活性劑口服相對(duì)沒(méi)有毒性3.靜脈給藥具有較大的毒性，有溶血作用三、表面活性劑的毒性長(zhǎng)期應(yīng)用或高濃度使用時(shí)可能出現(xiàn)皮膚或粘膜損害。非離子型刺激性為最小。四、表面活性劑的刺激性第四節(jié)表面活性劑的應(yīng)用

一、增溶劑（一）增溶機(jī)理1.增溶相圖

增溶體系：溶劑、增溶劑和增溶質(zhì)組成的三元體系，三元體系的最佳比例常通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作三元相圖來(lái)確定。B兩曲線上各點(diǎn)均為相變點(diǎn)。以曲線為界分成幾個(gè)區(qū)域：Ⅱ、Ⅳ為兩相區(qū)，即在該區(qū)域內(nèi)任何一組成點(diǎn)，均不能得到澄明溶液；Ⅰ、Ⅲ為單相區(qū)，在該區(qū)域任一組成點(diǎn)均可獲得澄明溶液，但只有在沿曲線切線上方區(qū)域內(nèi)的任意配比，如A點(diǎn)，在加水稀釋時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)渾濁。增溶劑的性質(zhì)通常將增溶質(zhì)與增溶劑先行混合要比增溶劑與水混合的效果好。CMC越小，膠束聚集數(shù)越多，增溶作用越強(qiáng)增溶質(zhì)的性質(zhì)極性的影響：強(qiáng)極性、非極性低極性結(jié)構(gòu)的影響：隨烴鏈增加，增溶量減小解離度的影響不解離的極性藥物和非極性藥物易被增溶且效果明顯解離藥物解離藥物與非離子表面活性劑的配伍，pH值可明顯影響藥物的增溶量弱酸性藥物而言，在偏酸性環(huán)境中有較大程度的增溶對(duì)于弱堿性藥物，則在偏堿性條件下有更多的增溶多組分增溶質(zhì)的增溶多種組分與主藥競(jìng)爭(zhēng)同一增溶位置某一組分吸附或結(jié)合表面活性劑分子增溶量減少某些組分也可擴(kuò)大膠束體積主藥的增溶量增加抑菌劑的增溶抑菌劑或其他抗菌藥物在表面活性劑溶液中易被增溶而降低活性溫度的影響

（二）表面活性劑溶液的化學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定性與膠束表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和膠束締合體的反應(yīng)性、藥物本身的降解途徑、環(huán)境的pH值、離子強(qiáng)度等多種因素有關(guān)（三）表面活性劑的復(fù)配復(fù)配：表面活性劑相互間或與其他化合物的配合使用與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍離子表面活性劑溶液中加入可溶性中性無(wú)機(jī)鹽，結(jié)合了反離子，表面活性劑CMC顯著降低，增加了烴類(lèi)增溶質(zhì)的增溶量無(wú)機(jī)鹽使膠束分子間的電斥力減少，對(duì)極性藥物的增溶量降低當(dāng)溶液中存在多量多價(jià)反離子，可能降低陰離子表面活性劑溶解度。無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑的影響較小脂肪醇與表面活性劑分子形成混合膠束，對(duì)碳?xì)浠衔锏脑鋈芰吭黾右恍┒替湸既鏑1~C6的醇可能破壞膠束的形成極性有機(jī)物均升高表面活性劑的臨界膠束濃度有機(jī)添加劑水溶性高分子吸附表面活性劑，臨界膠束濃度升高陽(yáng)離子表面活性劑與含羧基和磷酸根的水溶性高分子化合物形成不溶性復(fù)合物；在含有高分子的溶液中，一旦有膠束形成，其增溶效果卻顯著增加。水溶性高分子1.同系物混合體系二個(gè)同系物等量混合體系的表面活性介于兩者之間2.非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑混合體系容易形成混合膠束，CMC介于兩種表面活性劑CMC之間或低于其中任一表面活性劑的CMC3.陽(yáng)離子型表面活性劑與陰離子型表面活性劑混合體系相反電荷的離子型表面活性劑的適當(dāng)配伍可形成具有很高表面活性的分子復(fù)合物表面活性劑混合體系二、乳化劑三、潤(rùn)濕劑四、起泡劑和消泡劑起泡劑（foamingagents)：對(duì)泡沫有起泡和穩(wěn)定作用的物質(zhì)。穩(wěn)定作用的機(jī)理：降低氣、液間的表面張力消泡劑（antifoamingagents)：破壞泡沫的物質(zhì)HLB為1~3的親油性表面活性劑五、去污劑(detergents)：用于除去污垢的表面活性劑稱(chēng)去污劑，又名洗滌劑。常用：油酸鈉或其他脂肪酸的鈉皂、鉀皂、