表面活性劑藥用高分子材料

第三章

表面活性劑藥用高分子材料2

學(xué)習(xí)要求掌握表面活性劑的概念和種類掌握表面活性劑的基本性質(zhì)

膠束、CMC、濁點

krafft點、HLB值、增溶、乳化3

掌握表面活性劑的應(yīng)用熟悉表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)了解高分子的應(yīng)用性能了解常用高分子材料3第一節(jié)表面活性劑定義一、概念表面張力：在液體表面上存在著一種使表面積收縮的張力，稱為表面張力，是沿著表面的切線方向，垂直作用在單位長度相界面上的表面收縮力。4表面活性：使液體表面張力降低的性質(zhì)。表面活性物質(zhì)：能使液體表面張力下降的物質(zhì)。表面活性劑：具有很強的表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。56二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征及作用原理

OOOOOOOOWWW（肥皂R——COO-）親油的非極性烴鏈親水的極性基團雙親性分子結(jié)構(gòu)長度不少于8個碳原子羧酸磺酸硫酸及其鹽或羥基酰胺基等7表面活性劑的吸附性1、在溶液中的正吸附正吸附：表面活性劑在溶液表面層聚集的現(xiàn)象。82、在固體表面的吸附 極性固體—離子表面活性劑非極性固體—離子表面活性劑固體—非離子表面活性劑與前面相似，可以向多分子層吸附轉(zhuǎn)變9第二節(jié)表面活性劑的分類根據(jù)分子組成特點和極性基團的解離性質(zhì)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低分子高分子表面活性劑天然高分子表面活性劑

部分合成高分子表面活性劑

合成高分子表面活性劑101．陰離子表面活性劑二、表面活性劑的分類（1）肥皂類通式（RCOO－）nMn+（2）硫酸化物通式ROSO3－M+（3）磺酸化物通式RSO3－M+堿金屬皂：O/W堿土金屬皂：W/O有機胺皂：三乙醇胺皂硫酸化蓖麻油、月桂醇硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉等阿洛索-OT、十二烷基苯磺酸鈉、甘膽酸鈉等良好的乳化能力，但易被酸破壞，一般供外用乳化能力很強，較穩(wěn)定。主要用作外用軟膏的乳化劑滲透力強，去污力強，為優(yōu)良洗滌劑112．陽離子表面活性劑

3．兩性離子表面活性劑通式[R1R2N＋R3R4]X－結(jié)構(gòu)：含有一個五價氮原子，也稱季胺化物。主要有苯扎氯銨和苯扎溴銨（新潔爾滅）等。應(yīng)用：常用做殺菌劑。分子結(jié)構(gòu)中同時具有正、負電荷基團，堿性水溶液中呈陰離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很好的起泡、去污作用；酸性溶液中則呈陽離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很強的殺菌能力。天然品:卵磷脂性質(zhì)：對熱十分敏感，在酸性堿性條件下及脂酶作用下易水解，不溶于水，溶于氯仿、乙醚、石油醚等有機溶劑。應(yīng)用：注射用乳劑及脂質(zhì)微粒制劑輔料。合成品:氨基酸型與甜菜堿型。12脂肪酸甘油酯脂肪酸山梨坦（司盤、Span）聚山梨酯（吐溫、Tween)聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤、Myrij）聚氧乙烯脂肪醇醚（芐澤、Brij）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆、Poloxamer）商品名為普流羅尼克（Pluronic）

4．非離子表面活性劑性質(zhì) 毒性、溶血作用較小、化學(xué)上不解離、不易受電解質(zhì)和溶液pH值的影響、能與大多數(shù)藥物配伍。

主要用作W/O型輔助乳化劑HLB值：1.8～8.6W/O型乳化劑HLB值：﹥8增溶劑、潤濕劑、O/W型乳化劑HLB值較高，作增溶劑、O/W型乳化劑Poloxamer188系O/W型乳化劑，可用于靜脈乳劑

13第二節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)和應(yīng)用一、締合膠束膠束(micelles)：表面活性劑分子相互聚集，形成親油基團向內(nèi)，親水基團向外、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。14臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration,CMC)：表面活性劑締合形成膠束的最低濃度。CMC時，溶液的表面張力基本上達到最低值。到達后一定范圍，單位體積內(nèi)膠束數(shù)量和表面活性劑的總濃度幾乎成正比。CMC的測定：CMC時，溶液的很多物理性質(zhì)發(fā)生改變-----摩爾電導(dǎo)、粘度、滲透壓、密度、光散射急劇變化。15膠束的結(jié)構(gòu)16二．親水親油平衡值（HLB值）根據(jù)經(jīng)驗，將HLB值范圍限定在0～40，其中非離子型表面活性劑的HLB值在1～20之間。HLB值應(yīng)用HLB值應(yīng)用3～6W/O型乳化劑13～18增溶劑7～9作潤濕劑與鋪展劑1～3消泡劑8～18O/W型乳化劑13～16去污劑表面活性劑親水或親油能力的大小HLB值越小親油性越強，而HLB值越大則親水性越強。17混合后的表面活性劑的HLB值可按下式進行計算:

例HLB值的計算：用司盤80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）制備HLB值為9.5的混合乳化劑100g，問兩者應(yīng)各用多少克？該混合物可作何用？應(yīng)使用司盤8058.1克，聚山梨酯2041.9克。該混合物可作油/水型乳化劑、潤濕劑等使用。18表面活性劑的增溶作用

表面活性劑在水溶液中達到CMC后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加并形成透明膠體溶液，稱為增溶。起增溶作用的表面活性劑稱增溶劑。

表面活性劑能夠增溶，一般認為是由于表面活性劑在水中形成膠束的結(jié)果。最大增溶濃度（MAC）：當(dāng)表面活性劑用量為1g時增溶藥物達到飽和的濃度。19增溶作用的方式1非極性分子在膠束內(nèi)的增溶在膠束內(nèi)部，被增溶的物質(zhì)完全處于非極性環(huán)境中。202在表面活性劑分子間的增溶

分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑類似的極性有機化合物柵欄之間，甚至拉入內(nèi)部。213在膠束表面的吸附增溶既不溶于水也不溶于油的小分子極性有機化合物在膠束表面增容224聚氧乙烯基間的增溶以聚氧乙烯基為親水基的非離子表面活性劑包裹在膠束外層的長鏈中

4＞2＞

1＞

323增溶作用的主要影響因素1表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)1.非離子型＞陽離子型＞陰離子型（親油基相同）2.膠束越大，增溶量越大3.直鏈型＞支鏈型4.疏水基含有極性基團242被增溶物的化學(xué)結(jié)構(gòu)3溫度的影響鏈長、不飽和度、支鏈、環(huán)化程度、解離度……Krafft點：溫度↑→離子型表面活性劑溶解度↑

增溶質(zhì)在膠束中的濃度↑當(dāng)升高到某一溫度時，離子型表面活性劑的溶解度急劇增大，這一溫度稱為Krafft點。應(yīng)用時高于Krafft點溫度為宜注意25

曇點：對于一些聚氧乙烯類非離子表面活性劑，當(dāng)溫度升高到一定程度時，聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，致使其在水中的溶解度急劇下降并析出，溶液由清變濁，這一現(xiàn)象稱為起曇，此溫度稱為曇點。當(dāng)溫度降低到曇點以下時，溶液恢復(fù)澄明。吐溫類有起曇現(xiàn)象，但某些聚氧乙烯類如泊洛沙姆188等在常壓下觀察不到曇點。

264、添加無機電解質(zhì)的影響5、有機添加劑的影響離子型表面活性劑：反離子結(jié)合率CMC烴類物質(zhì)增溶量柵狀層排列緊密極性物質(zhì)增溶量非離子型表面活性劑：高濃度發(fā)生鹽析添加非極性物質(zhì)：烴類添加極性物質(zhì)：脂肪醇、尿素、N-甲基乙酰胺(溶解度CMC)水溶性高分子：明膠、聚乙烯醇(吸附CMC)27第五節(jié)表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)

一、對藥物吸收的影響 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。

若藥物系被增溶在膠束內(nèi)，且能順利從膠束內(nèi)擴散或膠束本身迅速與胃腸粘膜融合，則可增加吸收，如吐溫80促進螺內(nèi)酯口服吸收28溶解生物膜脂質(zhì)增加上皮細胞的通透性，從而改善吸收，如SDS改進頭孢菌素鈉、四環(huán)素、磺胺脒、氨基苯磺酸等的吸收。形成高粘度團塊，降低胃空速率，增加藥物吸收，如吐溫80和吐溫85能增加一些難溶性藥物的吸收。但聚氧乙烯類和纖維類表面活性劑增加胃液粘度而阻止藥物向膜面擴散，藥物吸收隨粘度上升而下降。濃度的亦有重要影響，如0.01%吐溫80可增加司可巴妥吸收，而1%吐溫80反而降低了司可巴妥吸收。29二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的反應(yīng)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。①在堿性中，羧基解離，[蛋白質(zhì)]-+[表面活性劑]+→電性結(jié)合；在酸性中，胍基、氨基解離，[蛋白質(zhì)]-+[表面活性劑]+→電性結(jié)合。

②蛋白質(zhì)構(gòu)象中的次級鍵(鹽鍵、氫鍵、疏水鍵)+表面活性劑→鹽鍵、氫鍵、疏水鍵破壞→蛋白質(zhì)內(nèi)部變成無秩序的疏松狀態(tài)→破壞螺旋結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)變性。30三、表面活性劑的毒性1、表面活性劑毒性大?。阂话闶顷栯x子型>陰離子型>非離子型2、口服給藥呈慢性毒性：大小順序也是陽>陰>非，非離子型表面活性劑口服相對是沒有毒性的。

3、靜脈給藥與口服比較具有較大的毒性。

4、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。31

吐溫類的溶血作用通常比其它聚氧乙烯類表面活性劑為小，其溶血作用的順序是：

聚氧乙烯烷基醚>聚氧乙烯烷芳香醚>聚氧乙烯脂肪酸類>吐溫類

吐溫類的溶血作用是：Tween-20>Tween-60>Tween-40>Tween-80

5、外用：對表面活性劑毒性方面產(chǎn)要求可以降低，都可采用，仍以非離子型的對皮膚，粘膜的刺激性為最小。3233第六節(jié)表面活性劑的應(yīng)用一、增溶劑

①增溶：系指物質(zhì)由于界面活性劑膠團的作用，而增大溶解度的過程。②增溶劑：用于增溶的表面活性劑。 用非離子型表面活性劑作增溶劑的最適HLB值為15-18。

③增溶作用舉例：一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、體激素等許多難溶性藥物?？山璐嗽鋈埽纬沙蚊魅芤夯蛱岣邼舛?。34二、乳化劑（Emulsifiers）

在油、水混合液中，加入界面活性劑后，界面活性劑分子定向排列在油與水的界面上，使油-水界面張力降低，并在分散相液滴的周圍形成了一層保護膜，防止了分散相相互碰撞時的聚結(jié)分并，這一過程稱為乳化加入的表面活性劑叫作乳化劑35表面活性劑的HLB值，可決定乳濁液的類型通常選用HLB值為3~8的表面活性劑作為水/油型乳化劑；選用HLB值8~16的表面活性劑作為油/水型乳化劑。

每種被乳化的油，均有最適宜的HLB值，欲制成最穩(wěn)定的乳濁液，應(yīng)選擇該油相所需的HLB值所對應(yīng)的表面活性劑作用乳化劑。36三、潤濕劑(Wetters)

①潤濕：表面活性劑可降低疏水性固體藥物和潤濕液體之間的界面張力，使液體能粘附在固體表面，改善其潤濕作用。

②HLB值7~9，并有適宜溶解度的表面活性劑，可作潤濕劑使用。37四、起泡劑與消泡劑起泡劑(foamingagent)表面活性物質(zhì)降低了液體的表面張力，增加了液體的粘度，并使泡沫穩(wěn)定。消泡劑(antifoamingagent)

用來消除泡沫的物質(zhì)，因其表面活性大，可吸附在泡沫的表面上，取代原來的起泡劑，由于本身碳鏈短不能形成堅固的液膜，使泡沫破壞。

如：C5-6醇或醚，硅酮以及其它HLB值在1.5-3的表面活性劑。38五、去垢劑(detergent)去垢作用：開始→潤濕→反絮凝、分散、混懸、乳化、增溶、起泡→洗垢洗去。加入表面活性劑后，憎水基團朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分子占領(lǐng)。39六、消毒劑和殺菌劑大多數(shù)陽離子表面活性劑[如苯扎氯胺、苯扎溴胺]和兩性離子表面活性劑[如TegoMHG(十二烷基雙(氨乙基)-甘氨酸鹽酸鹽)，又稱DodecinHCl]，以及少數(shù)陽離子表面活性劑[如甲酚皂、甲酚磺酸鈉]可用作消毒劑。原理：與細菌生物膜蛋白質(zhì)作用使之變性。應(yīng)用：皮膚、傷口、粘膜、器械和環(huán)境消毒。藥用高分子41一、高分子的結(jié)構(gòu)特征1、高分子的基本結(jié)構(gòu)-------重復(fù)單元(CH—CH2)nCl(CH—CH2)nC6H5聚氯乙烯聚苯乙烯聚合422、高分子的鏈結(jié)構(gòu)線形支鏈形體形可溶可熔可溶可熔不溶不熔43二、高分子的應(yīng)用性能1、分子量與分子量分布 指平均分子量，是統(tǒng)計計算的平均值。 根據(jù)分子量的大小，同種高分子可以分成若干等級。 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。例：HPMC高分子量>4000cPa·s

緩釋制劑 低分子量粘合劑、增稠劑、薄膜包衣442、溶脹和溶解溶脹(Swelling):指溶劑分子緩慢擴散進入高分子使其體積逐漸增大的過程。溶脹的速度與程度與溶劑的性質(zhì)溶劑量高分子結(jié)構(gòu)和分子量有關(guān)溶解：無限溶脹有限溶脹高分子凝膠無限溶脹（溶解）粘稠溶液453、玻璃化溫度Tg玻璃態(tài)：堅硬、不易變形高彈態(tài)：彈性、柔性、可逆變形性粘流態(tài)：發(fā)粘、不可逆變形、近似于流體的半固態(tài)

玻璃態(tài)

高彈態(tài)塑料和纖維的使用溫度都在Tg以下橡膠和壓敏膠使用在Tg以上加入小分子增塑劑，可使Tg降低。Tg46