與表面活性劑分子形成混合膠束課件

與表面活性劑分子形成混合膠束課件第一頁，編輯于星期六：十點十八分。1.氣-液界面空氣氣-液界面第二頁，編輯于星期六：十點十八分。2.氣-固界面氣-固界面第三頁，編輯于星期六：十點十八分。3.液-液界面液-液界面第四頁，編輯于星期六：十點十八分。玻璃板液-固界面4.液-固界面第五頁，編輯于星期六：十點十八分。5.固-固界面鐵管Cr鍍層固-固界面第六頁，編輯于星期六：十點十八分。界面是指物質(zhì)的相與相之間的交界面。

通常將有氣相組成的氣—固、氣—液等界面稱為表面。

相（phase）是指體系中物理和化學(xué)性質(zhì)均勻的部分。第七頁，編輯于星期六：十點十八分。（二）表面張力（surfacetension）和界面張力：

第八頁，編輯于星期六：十點十八分。第九頁，編輯于星期六：十點十八分。一個玻璃杯灌滿水后，將硬幣順著杯子的邊緣放入杯中，你會發(fā)現(xiàn)杯中已裝入數(shù)數(shù)枚硬幣后，盡管水面高出杯口，堆起來很高，呈現(xiàn)向上凸起的形狀，但仍不溢出來。這是因為液體表面層存在表面張力，好像在水的表面上覆蓋了一層彈性膜。當把小物體放入水中后，雖然水已超出杯口，“堆”的很高，但仍沒有破壞“彈性膜”，因此水也不會溢出來。

第十頁，編輯于星期六：十點十八分。

表面張力的產(chǎn)生，從簡單分子引力觀點來看，是由于液體內(nèi)部分子與液體表面層分子(厚度約10－7cm)的處境不同。液體內(nèi)部分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是對稱的，互相抵消，而液體表面層分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是不對稱的，其受到垂直于表面向內(nèi)的吸引力更大，這個力即為表面張力。

第十一頁，編輯于星期六：十點十八分。表面張力是指一種使表面分子具有向內(nèi)運動的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。這就是當一滴單一成分的液體在恒溫、恒壓條件下達平衡時，則總呈球狀，即具有最小的表面積。由于表面分子受力不平衡而產(chǎn)生的張力。第十二頁，編輯于星期六：十點十八分。第一節(jié)概述一、定義表面活性劑(surfactant)是同時具有親水、親油基團，能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。σ

1

23c圖1表面張力等溫線第十三頁，編輯于星期六：十點十八分。兩親結(jié)構(gòu)二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點親油基（碳氫鏈R-、

C8~C18之間）親水基（-OH、COO-、

-NH2、-COOR)親油基親水基第十四頁，編輯于星期六：十點十八分。第二節(jié)表面活性劑的分類表面活性劑離子型（水中能電離）非離子型（水中不電離）多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯型陰離子型陽離子型兩性型第十五頁，編輯于星期六：十點十八分。一、離子表面活性劑1、高級脂肪酸鹽：

①通式：(RCOO-)nMn+②分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂(三乙醇胺皂)③性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。

④應(yīng)用：具有一定的刺激性，用于外用制劑。（一）陰離子表面活性劑第十六頁，編輯于星期六：十點十八分。2、硫酸化物①通式：R·O·SO3-M+②分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。

③性質(zhì)：可與水混溶，乳化性很強，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發(fā)生沉淀。

④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。有時也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。

第十七頁，編輯于星期六：十點十八分。3、磺酸化物

①通式：R·SO3-M+

②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?；悄懰徕c。

③性質(zhì)：水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。

④應(yīng)用：黏度低、去污力、油脂分散力都強，常用優(yōu)良洗滌劑。

第十八頁，編輯于星期六：十點十八分。1.結(jié)構(gòu)：含有一個五價氮原子，帶正電荷。2.特點：水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)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：①苯扎氯銨(潔爾滅)；②苯扎溴銨

(新潔爾滅)（二）陽離子表面活性劑第十九頁，編輯于星期六：十點十八分。分子結(jié)構(gòu)上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，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：適用于任何pH溶液，在等電點時也無沉淀。性質(zhì)：堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，去污力強；

酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力強。

（三）兩性離子表面活性劑第二十頁，編輯于星期六：十點十八分。1.結(jié)構(gòu)組成①親水基團

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③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。二、非離子表面活性劑第二十一頁，編輯于星期六：十點十八分。（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3~4。應(yīng)用：主要用作W/O型輔助乳化劑。

常用品種第二十二頁，編輯于星期六：十點十八分。（二）多元醇型

1.蔗糖脂肪酸酯種類：單酯、二酯、三酯及多酯。性質(zhì)：在酸、堿及酶等作用下易水解成游離脂肪酸和蔗糖，HLB為5~13。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。常用品種第二十三頁，編輯于星期六：十點十八分。2.脂肪酸山梨坦（司盤類

Spans）

O

CH2COOROHOHOH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第二十四頁，編輯于星期六：十點十八分。3.聚山梨酯(吐溫Tweens)

O

CH2COORO(C2H4O)HO(C2H4O)H

O(C2H4O)H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。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第二十五頁，編輯于星期六：十點十八分。1.聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤類，Myrij）通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH品種：

Myrij-45Myrij-49Myrij-51Myrij-52Myrij-53應(yīng)用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。（三）聚氧乙烯型常用品種第二十六頁，編輯于星期六：十點十八分。2.聚氧乙烯脂肪醇醚

通式：R·O·(CH2OCH2)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(perogolO)（4）埃莫爾弗(emlphor)

易溶于水和醇及多種有機溶劑，

HLB為12~18，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。常用品種第二十七頁，編輯于星期六：十點十八分。又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性質(zhì)：為淡黃色液體或固體；分子量1000~10000以上；HLB值為0.5~30；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(pluronicF68)特點：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。（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品種第二十八頁，編輯于星期六：十點十八分。第三節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)知識目標：掌握潤濕、膠團、臨界膠團濃度（CMC）、親水親油平衡值（HLB）、增溶的含義。能力目標：能正確計算非離子型表面活性劑混合后的HLB值；會合理選用表面活性劑第二十九頁，編輯于星期六：十點十八分。第三節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)一、表面活性劑的吸附性（一）表面活性劑分子在溶液中的正吸附正吸附：表面活性劑在溶液表面定向排列的過程第三十頁，編輯于星期六：十點十八分。表面活性劑在溶液表面的吸附

水空氣空氣第三十一頁，編輯于星期六：十點十八分。正吸附產(chǎn)生的作用：1、表面形成緊密定向排列吸附層；2、降低了液體的表面張力。在藥劑中具體體現(xiàn)：潤濕、鋪展、起泡與消泡、乳化第三十二頁，編輯于星期六：十點十八分。（二）表面活性劑在互不溶的液體界面上的吸附油水第三十三頁，編輯于星期六：十點十八分。（三）表面活性劑在固體表面的吸附1、固體的潤濕性潤濕—液體在固體表面上自發(fā)鋪展的界面現(xiàn)象潤濕性用接觸角（θ）表示。第三十四頁，編輯于星期六：十點十八分。

在氣、液、固三相交界點，氣-液與氣-固界面張力之間的夾角稱為接觸角，通常用q表示。

若接觸角大于90°，說明液體不能潤濕固體，如汞在玻璃表面；

若接觸角小于90°，液體能潤濕固體，如水在潔凈的玻璃表面。

接觸角的大小可以用實驗測量，也可以用公式計算：接觸角（θ）第三十五頁，編輯于星期六：十點十八分。完全不潤濕不能潤濕能潤濕完全潤濕第三十六頁，編輯于星期六：十點十八分。二、表面活性劑形成膠束和臨界膠束濃度1、膠束（膠團）溶液中表面活性劑濃度達飽和后，表面過剩分子轉(zhuǎn)入溶液內(nèi)部，依范德華力相互聚集成多種不同結(jié)構(gòu)、形態(tài)和大小的分子聚集體，即膠束（膠團）第三十七頁，編輯于星期六：十點十八分。2、臨界膠束濃度臨界膠束濃度（criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。第三十八頁，編輯于星期六：十點十八分。-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+球形膠束H2O(a)(b)棒狀膠束(c)水棒狀膠束的六角束(d)層狀膠束（e)1~3.5nm1~3.5nm類脂黑膜(g)H2OoilH2O醇油或O/W微乳液W/O微乳液(h)H2OH2O單室泡囊或(i)3、膠束的結(jié)構(gòu)和形態(tài)

第三十九頁，編輯于星期六：十點十八分。第四十頁，編輯于星期六：十點十八分。第四十一頁，編輯于星期六：十點十八分。三、親水親油平衡值（一）HLB值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親合力。數(shù)值范圍：HLB值范圍為0~40，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為0~20。HLB

值越大，親水性越強；HLB

值越小，親油性越強。第四十二頁，編輯于星期六：十點十八分。第四十三頁，編輯于星期六：十點十八分。表面活性劑的HLB值應(yīng)用范圍HLB=3~8

可作為W/O型乳化劑HLB=7~9

可作為潤濕劑HLB=8~18

可作為O/W型乳化劑HLB=15以上可作為增溶劑1815129630

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第四十四頁，編輯于星期六：十點十八分。(1)理論計算法：如果HLB值是由表面活性劑分子中各結(jié)構(gòu)基團貢獻的總和，則每個基團對HLB值的貢獻可用HLB基團數(shù)表示，則：

HLB=7＋∑(親水基團HLB)－∑(親油基團HLB)(2)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)驗式求得：

HLB值的計算第四十五頁，編輯于星期六：十點十八分。第四十六頁，編輯于星期六：十點十八分。HLB值計算舉例1、鯨蠟醇（C16H33O）的HLB值為：HLB=7+1.9-（0.475×16）=1.32、45%司盤60（HLB=4.7）和55%吐溫60（HLB=14.9）組成的混合表面活性劑的HLB值為：第四十七頁，編輯于星期六：十點十八分。四、表面活性劑的增溶作用（一）膠束增溶表面活性劑在水溶液中達到CMC后，難溶性藥物的溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。來蘇兒溶液通過鈉肥皂可以將濃度由2%增加到50%。第四十八頁，編輯于星期六：十點十八分。（二）溫度對表面活性劑溶解度的影響1.krafft點krafft點：離子表面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高，當至某一溫度時，其溶解度急劇升高，該溫度稱為krafft點，相對應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。

krafft點是離子型表面活性劑的特征值。krafft點亦是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限，即只有高于krafft點，表面活性劑才能更大程度地發(fā)揮作用。第四十九頁，編輯于星期六：十點十八分。第五十頁，編輯于星期六：十點十八分。2.起曇與曇點聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高至某一溫度時，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，此時溫度稱為曇點(或濁點）。原因：溫度升高到一定程度時，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。第五十一頁，編輯于星期六：十點十八分。五表面活性劑的復(fù)配（一）表面活性劑的混合體系1、非離子型與離子型表面活性劑的混合使用非離子型對離子型產(chǎn)生定向靜電吸引，提高其表面活性作用。非離子型+陰離子型＞非離子型+陽離子型2、陽離型與陰離子型的混合按一定比例混合，在一定條件下，潤濕、增溶、起泡、殺菌等方面增效。防止電性中和，出現(xiàn)沉淀與失效第五十二頁，編輯于星期六：十點十八分。（二）表面活性劑與其他化合物復(fù)配1.與中性無機鹽的配伍離子表面活性劑溶液中加入可溶性的中性無機鹽，主要受反離子影響：反離子結(jié)合率和濃度越高，曇點下降，表面活性劑CMC就越低，出現(xiàn)鹽析。2.極性有機物脂肪醇（C＜12）與表面活性劑分子形成混合膠束，烴核的體積增大，對碳氫化合物的增溶量增加；極性有機物，如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性劑的臨界膠束濃度。第五十三頁，編輯于星期六：十點十八分。3.水溶性的高分子化合物（如明膠，PEG，PVP）對表面活性劑有吸附作用，減少溶液中游離的表面活性劑數(shù)量，使CMC升高。4.離子型藥物與反電荷的離子型表面活性劑配伍形成不溶性復(fù)合物，降低藥物的吸收第五十四頁，編輯于星期六：十點十八分。小結(jié)一、吸附性二、固體的潤濕三、膠束與CMC四、HLB值五、增溶六、復(fù)配第五十五頁，編輯于星期六：十點十八分。

鞏固練習(xí)

1、表面活性劑的增溶機理，是由于形成了（）A、絡(luò)合物B、膠束C、復(fù)合物D、包合物E、離子對2、下列與表面活性劑特性無關(guān)的是（

）A、Krafft點B、曇點C、HLB值D、CMCE、臨界相對濕度3、HLB值表示()。A、親水性強弱B、親水親油C、親油性強弱D、親水親油強弱4、促進液體在固體表面鋪展的作用稱為（

）A、潤濕作用B、乳化作用C、增溶作用D、消泡作用E、去污作用第五十六頁，編輯于星期六：十點十八分。第四節(jié)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)擴散或膠束迅速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；表面活性劑溶解生物膜脂質(zhì)，增加上皮細胞的通透性，從而改善