【藥劑學(xué)】第三章 表面活性劑

一、藥用溶劑的種類及性質(zhì)

種類，性質(zhì)（介電常數(shù)、溶解度參數(shù)）二、藥物溶解度與溶解速度

溶解度表示方法，測定方法（特性、平衡）影響溶解度、溶出速度的因素及增加溶解度、

溶解速度的方法（潛溶、助溶、增溶）。三、藥物溶液的性質(zhì)

滲透壓、pH與pKa、表面張力、黏度思考題？第三章表面活性劑哈醫(yī)大藥劑教研室學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握表面活性劑的概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.掌握表面活性劑的分類3.掌握表面活性劑的物理化學(xué)性質(zhì)（CMC、HLB值、krafft點(diǎn)、曇點(diǎn)）4.掌握表面活性劑的應(yīng)用5.了解表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)

※表面活性劑(surfactant)分子中同時具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，具有很強(qiáng)的表面活性、加入少量就能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。1.概念第一節(jié)概述液體表面與體相分子受力情況表面張力：在液體表面存在的一種使表面收縮的力。

※表面活性劑(surfactant)分子中同時具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，具有很強(qiáng)的表面活性、加入少量就能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。1.概念同時具有極性的親水基和非極性的親油基，且分別處于表面活性劑的兩端，造成分子的不對稱性，因此表面活性劑分子是一種既親水又親油的兩親性分子。非極性烴鏈極性基團(tuán)表面活性劑+(親水基團(tuán))(親油基團(tuán))※2.結(jié)構(gòu)特征1.溶液中的正吸附：表面活性劑在水中濃度低時，表面活性劑幾乎完全集中在表面形成單分子層，并將溶液的表面張力降低到純水表面張力以下。表面活性劑在溶液表面層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。2.固體表面的吸附：水

親水基團(tuán)

親油基團(tuán)3.表面活性劑的吸附性表面活性劑濃度越低，而降低表面張力越顯著，則表明活性越強(qiáng)，越容易形成正吸附

※第二節(jié)表面活性劑分類離子表面活性劑陽離子表面活性劑陰離子表面活性劑兩性離子表面活性劑非離子表面活性劑表面活性劑

脂肪酸甘油酯多元醇型聚氧乙烯型

陰離子型高級脂肪酸鹽硫酸化物磺酸化物一、離子型表面活性劑1.高級脂肪酸鹽(RCOO-)nMn+堿金屬皂：硬脂酸鈉、硬脂酸鉀堿土金屬皂：硬脂酸鈣、硬脂酸鎂有機(jī)胺皂：如三乙醇胺作增溶劑和O/W型乳化劑作W/O型乳化劑及疏水性潤滑劑一般供皮膚外用、去污洗滌（一）陰離子型表面活性劑

2.硫酸化物(ROSO3-M+)硫酸化油：硫酸化蓖麻油（土耳其紅油）高級脂肪醇硫酸酯：十二烷基硫酸鈉（SDS，SLS）軟膏的O/W型乳化劑，潤濕劑或增溶劑（一）陰離子型表面活性劑

3.磺酸化物(RSO3-M+)脂肪族磺酸化物：(RSO3-M+)

烷基芳基磺酸化物：

(RC6H5SO3-M+)二辛基琥珀酸磺酸鈉（阿洛索-OT）十二烷基苯磺酸鈉（廣泛使用的洗滌劑）（一）陰離子型表面活性劑

陽離子型苯扎氯銨（潔爾滅）苯扎溴銨（新潔爾滅）

此類表面活性劑毒性較大，只能外用，臨床上主要用于皮膚，粘膜和手術(shù)器材的消毒。（二）陽離子型表面活性劑(R1R2N+R3R4)X-

兩性離子型氨基酸型陽離子由胺鹽構(gòu)成Tego

甜菜堿型陽離子由季銨鹽構(gòu)成天然的卵磷脂可作為靜脈用乳劑的乳化劑及脂質(zhì)體的主要原料合成的堿性：呈陰離子型，起泡、去污作用酸性：呈陽離子型，具有很強(qiáng)的殺菌能力（三）兩性離子型表面活性劑磷脂酰部分頭基名稱縮寫磷脂酰膽堿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

主要有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。常用的有單硬脂酸甘油酯。弱的W/O型乳化劑脂肪酸甘油酯二、非離子表面活性劑

蔗糖脂肪酸酯：O/W型乳化劑脂肪酸山梨坦：失水山梨醇脂肪酸酯Span

20，40，60，80W/O型乳化劑多元醇型

聚山梨酯：聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯Tween

聚氧乙烯脂肪酸酯類：MyrjR·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH聚氧乙烯脂肪醇醚類：BrijR·O·(CH2CH2O)nH聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物類：泊洛沙姆

Poloxamer188（PluronicF68）

HO-(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)c-H靜脈用乳劑的乳化劑O/W型乳化劑聚氧乙烯型第三節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)一、物理化學(xué)性質(zhì)表面活性劑在較低濃度時，幾乎完全吸附在溶液表面形成單分子層，可降低溶液的表面張力。（一）

表面活性水

親水基團(tuán)

親油基團(tuán)（二）

表面活性劑膠束膠束（micelles）：表面活性劑分子相互聚集，形成親油基向內(nèi)，親水基向外，在水中穩(wěn)定分散，大小在膠體粒子范圍的締合體，稱為膠束?！?.臨界膠束濃度CMC（criticalmicelleconcentrat-ion）：表面活性劑分子在溶液中締合形成膠束時的最低濃度。（二）

表面活性劑膠束2.膠束的結(jié)構(gòu)：（二）

表面活性劑膠束2.膠束的結(jié)構(gòu)：（二）

表面活性劑膠束3.臨界膠束濃度的測定

由于表面活性劑的物理性質(zhì)在臨界膠束濃度附近的較小范圍內(nèi)會發(fā)生突變，所以利用此特性，可測定CMC值。表面張力法、電導(dǎo)法等（二）

表面活性劑膠束

膠態(tài)電解質(zhì)溶液—十二烷基硫酸鈉的性質(zhì)（二）

表面活性劑膠束

4.影響臨界膠束濃度的因素碳?xì)滏滈L度：長度大，CMC??；碳?xì)滏湻种В河蟹种В珻MC大；極性基團(tuán)的位置：碳?xì)滏溨虚g，CMC大；疏水鏈性質(zhì)：疏水基團(tuán)種類、結(jié)構(gòu)對CMC均有影響；親水基團(tuán)種類：影響不大（離子型表活）表面活性劑的種類：離子型>非離子型溫度（二）

表面活性劑膠束

（三）

親水親油平衡值※1.親水親油平衡值（HLB值，hydrophile－lipophilebalance）表面活性劑分子中親水基團(tuán)和親油基團(tuán)對油或水的綜合親和力。親油性親水性０２０聚氧乙烯石蠟

非離子型表面活性劑的HLB值約處于0~20之間，離子型表面活性劑的HLB值約處于0~40之間。

HLB值是指定數(shù)，它反映的是表面活性劑分子中兩種基團(tuán)的作用大小和平衡后的相互關(guān)系。表面活性劑的HLB值小則親油性強(qiáng)，HLB值大則親水性強(qiáng)。

HLB值大小可以確定乳劑的類型，HLB值小的油溶性乳化劑可形成W/O型乳劑；HLB值較大的水溶性乳化劑可形成O/W型乳劑，但HLB值不能說明乳化能力的大小。HLB 應(yīng)用HLB=8~18作起泡劑HLB=1~3作消泡劑HLB=3~8作W/O型乳化劑HLB=8~16作O/W型乳化劑HLB=7~9作潤濕劑HLB=13~16作去污劑HLB=15~18作增溶劑※表面活性劑的HLB與用途密切相關(guān)化學(xué)組成商品名稱HLB油酸

1.0脫水山梨醇三油酸酯Span851.8脫水山梨醇硬脂酸酯Span652.1脫水山梨醇單油酸酯Span804.3脫水山梨醇單硬脂酸酯Span604.7聚氧乙烯月桂酸酯-2LAE-26.1脫水山梨醇單棕櫚酸酯Span406.7常用表面活性劑的HLB值脫水山梨醇單月桂酸酯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]二甲基氯化銨

10.0十四烷基苯磺酸鈉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-5

13.0聚氧乙烯辛基苯酚醚-10TritonX-10(Tx-10)13.5聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯Tween6014.9聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯Tween8015.0十二烷基三甲基氯化銨DTC15.0聚氧乙烯十二烷-15

15.3聚氧乙烯脫水山梨醇棕櫚酸單酯Tween4015.6聚氧乙烯硬脂酸酯-30SE3016.0聚氧乙烯硬脂酸酯-40SE4016.7聚氧乙烯脫水山梨醇月桂酸單酯Tween2016.7聚氧乙烯辛基苯酚醚-30Tx-3017.0油酸鈉鈉皂18.2油酸鉀鉀皂20.0十六烷基乙基嗎啉基乙基硫酸鹽阿特拉斯G26325~30十二烷基硫酸鈉AS40

[注]表中化學(xué)名稱后的阿拉伯?dāng)?shù)代表氧乙烯基團(tuán)數(shù)※混合物的HLBA·B計(jì)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值非離子表面活性劑2.HLB值得理論計(jì)算法HLB=∑(親水基團(tuán)HLB數(shù))-∑(親油基團(tuán)HLB數(shù))+7問題：油酸鈉的HLB值是多少？HLB=19.1-(0.475*15+0.476*2)+7=18.023

（四）表面活性劑的增溶

表面活性劑在水中達(dá)到CMC后，可由真溶液變成膠體溶液，一些水不溶性或微溶性藥物會進(jìn)入膠束的不同位置而使其在水中的溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液，這個過程稱為增溶，起增溶作用的表面活性劑稱增溶劑，被增溶的物質(zhì)稱增溶質(zhì)。

C＞CMC時，C越大，增溶量越大。

※最大增溶濃度（MAC）：表面活性劑用量為1克時，增溶藥物達(dá)到飽和的濃度。

CMC越小，締合數(shù)越大，MAC越大1.膠束的形成※

Krafft點(diǎn)（krafftpoint）

離子型表面活性劑隨溫度升高溶解度增加，超過某一溫度時溶解度急劇增大，這一溫度稱為Krafft點(diǎn)。2.溫度對增溶的影響

十二烷基硫酸鈉在水中的溶解度與溫度關(guān)系

※曇點(diǎn)（cloudpoint）

對于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，進(jìn)行加熱升溫時可導(dǎo)致表面活性劑析出（溶解度下降）、出現(xiàn)混濁，稱此現(xiàn)象稱為起曇，此時的溫度稱為曇點(diǎn)或濁點(diǎn)。二、生物學(xué)性質(zhì)（一）表面活性劑對藥物吸收的影響1.膠束增溶：

藥物從膠束中擴(kuò)散的速度和程度；

膠束與生物膜融合的難易；2.表面活性劑溶解生物膜脂，增加生物膜的通透性。毒性大小順序?yàn)椋宏栯x子＞陰離子＞非離子；外用＞口服用＞靜脈用。溶血作用：非離子最小；

聚氧乙烯烷基醚＞聚氧乙烯芳基醚＞聚氧乙烯脂肪酸酯＞吐溫類；吐溫20＞吐溫60＞吐溫40＞吐溫80（二）表面活性劑的毒性雖然各類表面活性劑都可以用于外用制劑，但長期應(yīng)用或高濃度使用可能會出現(xiàn)皮膚和粘膜損害。（三）表面活性劑的刺激性（四）表面活性劑的生物降解一般要求在法定試驗(yàn)時間（19天）內(nèi)，初級生物降解應(yīng)達(dá)80%以上，否則禁止使用。第四節(jié)表面活性劑的應(yīng)用一、增溶劑二、乳化劑三、潤濕劑四、起泡劑和消泡劑五、去污劑六、消毒劑和殺菌劑※表面活性劑的應(yīng)用：一、增溶劑第四節(jié)表面活性劑的應(yīng)用（一）增溶機(jī)制表面活性劑之所以能增大難溶性藥物的溶解度，是由于膠束的作用。增溶劑的性質(zhì)同系物中，碳原子數(shù)大>碳原子數(shù)小直鏈型>支鏈型；含不飽和鍵或極性基團(tuán)，增溶性小非離子型＞陽離子型＞陰離子型（親油基相同）

CMC越小，膠束聚集數(shù)越多，增溶劑的增溶作用越強(qiáng)。（二）影響增溶作用的因素2.增溶質(zhì)的性質(zhì)極性：對強(qiáng)極性和非極性的藥物，非離子表面活性劑的HLB值越大，增溶效果越好，對極性低的藥物恰好相反；結(jié)構(gòu)：鏈長、不飽和度、支鏈、環(huán)化程度……解離度：不解離的極性藥物和非極性藥物易被表面活性劑增溶。（二）影響增溶作用的因素3.溫度的影響離子表面活性劑隨溫度升高，分子熱運(yùn)動增加，使膠束產(chǎn)生增溶的空間加大，因而增溶量增大。聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高，聚氧乙烯基的水化作用減弱，CMC降低，增溶量升高。但需注意起曇現(xiàn)象。（二）影響增溶作用的因素（三）對化學(xué)穩(wěn)定性的影響藥物增溶后的穩(wěn)定性可能與膠束的表面性質(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、離子強(qiáng)度等多種因素有關(guān)。與中性無機(jī)鹽的配伍

在離子表面活性劑的溶液中加入可溶性的中性無機(jī)鹽，主要受反離子的影響。反離子結(jié)合率和濃度高，烴類增溶質(zhì)的增溶量大。2.有機(jī)添加劑

脂肪醇與表面活性劑分子形成混合膠束，烴核的體積增大，對碳?xì)浠衔锏脑鋈芰吭黾?。（四）表面活性劑的?fù)配（自學(xué)）3.水溶性高分子

明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚維酮等水溶性高分子對表面活性劑分子有吸附作用，減少溶液中游離表面活性劑分子的數(shù)量，CMC升高。4.表面活性劑混合體系（1）同系物混合體系兩個同系物等量混合體系的表面活性介于各自表面活性之間，而且更趨于活性較高的組分。（2）非離子型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之間或低于其中任意表面活性劑的CMC。（3）陽離子型和陰離子型表面活性劑混合體系

在水溶液中，帶有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。二、乳化劑一般來說，HLB值在8~16的表面活性劑適合做O/W型的乳化劑；

HLB值在3~8的表面活性劑適合做O/W型的乳化劑。三、潤濕劑最適HLB值為7~9。

表面活性劑分子定向吸附在固-液界面，排除了固體表面吸附的氣體，降低了固-液界面的表面張力和接觸角，使固體易被潤濕而制得分散均勻或易于在分散的液體制劑。四、起泡劑和消泡劑起泡劑：①表面活性劑降低液體的表面張力，使泡沫穩(wěn)定。②HLB通常為8~18，親水能力強(qiáng)，親水基在液膜內(nèi)形成牢固的水化層，液膜黏度升高，使泡沫穩(wěn)定。

四、起泡劑和消泡劑表面張力小而且水溶性也小的表面活性劑，HLB通常為1~3，與泡沫液層的起泡劑爭奪液面，而其本身碳鏈短不能形成堅(jiān)固的液膜，可使泡沫破壞。五、去污劑用于去除污垢的表面活性劑稱為去污劑(de