药用合成高分子课件.ppt

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1、药用合成高分子药用合成高分子第1页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 化学结构和制备化学结构和制备1 1、来源：、来源：是由丙烯酸单体加成聚合物生成的高分子，用氢是由丙烯酸单体加成聚合物生成的高分子，用氢氧化钠中和后得到聚丙烯酸钠。氧化钠中和后得到聚丙烯酸钠。2 2、化学结构：、化学结构：PAA CH2-CHPAA CH2-CHn n PPA-Na CH2-CH PPA-Na CH2-CHn nC=OC=OC=OC=OOHOHONaONa第2页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 3

2、3、制备、制备：自由基聚合：自由基聚合丙丙烯烯酸酸单单体体易易溶溶于于水水，在在光光、热热或或过过氧氧化化物物等等条条件件下下迅迅速速聚聚合合并并放放出出大量的热。大量的热。反应类型：聚合反应反应类型：聚合反应反应温度：反应温度：5050100100反反应应体体系系：在在水水溶溶液液中中进进行行引引 发发 剂剂：过过硫硫酸酸钾钾、过过硫硫酸酸铵铵或或过过氧氧化氢化氢温温度度控控制制在在5050并并控控制制单单体体加加入入速速度度，可可以以合合成成分分子量高达百万的聚丙烯酸。子量高达百万的聚丙烯酸。反反应应中中加加入入异异丙丙醇醇、次次磷磷酸酸钠钠或或巯巯基基琥琥珀珀酸酸钠钠等等链链转转移移剂剂

3、能能调调节节聚聚合合物物的的链链长。长。升升高高反反应应温温度度以以及及提提高高单单体体和和引引发发剂剂的的浓浓度度均均使使聚聚合物分子量减少。合物分子量减少。第3页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子性状性状 聚丙烯酸是硬而脆的透明片状固体或白色粉末，遇水易溶聚丙烯酸是硬而脆的透明片状固体或白色粉末，遇水易溶胀和软化，在空气中易潮解，胀和软化，在空气中易潮解，玻璃化转变温度（玻璃化转变温度（T Tg g）102102，随，随着分子中羟基被中和，着分子中羟基被中和，T Tg g逐渐升高，聚丙烯酸钠的逐渐升高，聚丙烯酸钠的T Tg g可达可达

4、251251。聚丙烯酸钠的性质与羧基的解离性和反应性有很重要的关系。聚丙烯酸钠的性质与羧基的解离性和反应性有很重要的关系。第4页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子溶解性溶解性 聚丙烯酸易溶于水、乙醇、甲醇和乙二醇等极性溶剂，聚丙烯酸易溶于水、乙醇、甲醇和乙二醇等极性溶剂，在饱和烷烃及芳香烃等非极性溶剂中不溶。聚丙烯酸钠仅溶在饱和烷烃及芳香烃等非极性溶剂中不溶。聚丙烯酸钠仅溶于水，不溶于有机溶剂。于水，不溶于有机溶剂。聚丙烯酸在水中解离成高分子阴离子和氢离子聚丙烯酸在水中解离成高分子阴离子和氢离子（pKa=4.75pKa=4.75）。羟基阴

5、离子的相互排斥作用有利于大分子卷曲）。羟基阴离子的相互排斥作用有利于大分子卷曲链的伸展和溶剂化，所以，当聚丙烯酸被碱中和以及形成聚丙链的伸展和溶剂化，所以，当聚丙烯酸被碱中和以及形成聚丙烯酸钠时，解离程度增加，在水中的溶解度也增大。烯酸钠时，解离程度增加，在水中的溶解度也增大。第5页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 分子链越舒展，粘度也越大分子链越舒展，粘度也越大。在低。在低pHpH和盐溶液中，聚合物的和盐溶液中，聚合物的粘性均减小。升高溶液温度亦有类似影响。粘性均减小。升高溶液温度亦有类似影响。聚丙烯酸及其钠盐的水溶液呈现聚丙烯酸及其

6、钠盐的水溶液呈现假塑性假塑性流体性质。在高流体性质。在高剪切力下溶液的粘度显著下降，聚合度越高以及溶液浓度越大，剪切力下溶液的粘度显著下降，聚合度越高以及溶液浓度越大，该种流变性质越明显，并表现出较强的该种流变性质越明显，并表现出较强的触变性触变性。具备类似凝胶。具备类似凝胶的性质。的性质。粘度和流变性粘度和流变性第6页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和，也可以被氨水、三乙聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和，也可以被氨水、三乙醇胺、三乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中和聚丙醇胺、三乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中

7、和聚丙烯酸生成不溶性盐。烯酸生成不溶性盐。在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃等发生酯键结合并形成交联型水不溶性聚合环氧烷烃等发生酯键结合并形成交联型水不溶性聚合物物 。分子内脱水形成酸酐、进一步加热至环酮直至分解。聚分子内脱水形成酸酐、进一步加热至环酮直至分解。聚丙烯酸钠则具有较好的耐热性。丙烯酸钠则具有较好的耐热性。化学反应性化学反应性第7页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 对人体无毒，摄入不消化，对皮肤亦未见刺激性对人体无毒，摄入不消化，对皮肤亦未见刺激性。单体应小于单体应小

8、于1%1%，低聚物应小于，低聚物应小于5%5%丙烯酸单体危害性及安全措施：丙烯酸单体危害性及安全措施：R20/21/22R20/21/22：Harmful by inhalation,in contact with skin and if swallowed.-Harmful by inhalation,in contact with skin and if swallowed.-吸入、与吸入、与皮肤接触和吞食是有害的皮肤接触和吞食是有害的R35R35：Causes severe burns.-Causes severe burns.-引起严重灼伤引起严重灼伤R50R50：Very toxic

9、 to aquatic organisms.-Very toxic to aquatic organisms.-对水生生物有极高毒性对水生生物有极高毒性S26S26：In case of contact with eyes,rinse immediately with plenty of In case of contact with eyes,rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.-water and seek medical advice.-眼睛接触后，立即用大量水冲洗并征求医生意眼睛接触后，立即用大量

10、水冲洗并征求医生意见见S36/37/39S36/37/39：Wear suitable protective clothing,gloves and eye/face Wear suitable protective clothing,gloves and eye/face protection.-protection.-穿戴适当的防护服、手套和眼睛穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护面保护S45S45、S61S61毒性毒性第8页，此课件共64页哦丙烯酸类均聚物和聚丙烯酸钠第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子应用应用 1.1.聚丙烯酸和聚丙烯酸钠主要在软膏、乳膏、搽剂、聚丙烯酸和聚丙

11、烯酸钠主要在软膏、乳膏、搽剂、巴布剂等外用药剂及化妆品中用作基质、增稠剂、分散剂、巴布剂等外用药剂及化妆品中用作基质、增稠剂、分散剂、增粘剂。增粘剂。2.2.新型药物控释材料：多肽及蛋白质的口服或粘膜制剂、压敏新型药物控释材料：多肽及蛋白质的口服或粘膜制剂、压敏胶等。胶等。第9页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子交联聚丙烯酸钠化学结构和制备化学结构和制备1 1、来源：、来源：以丙烯酸钠为单体，在水溶性氧化还原引发体系和交联以丙烯酸钠为单体，在水溶性氧化还原引发体系和交联剂存在下经沉淀聚合形成的水不溶性聚合物剂存在下经沉淀聚合形成的水不溶性聚合物2 2、化学结构：、

12、化学结构：第10页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子交联聚丙烯酸钠性质性质1 1、吸水性：、吸水性：交联聚丙烯酸钠是一种高吸水性树脂材料。在水中交联聚丙烯酸钠是一种高吸水性树脂材料。在水中不溶，但能迅速不溶，但能迅速吸收自重数百倍的水吸收自重数百倍的水分而溶胀分而溶胀2 2、吸水机理：、吸水机理：非一般的毛细管现象。在交联的网络结构内，非一般的毛细管现象。在交联的网络结构内，羧酸基团仍可吸引与之配对的可动离子和水分子，产生很羧酸基团仍可吸引与之配对的可动离子和水分子，产生很高的渗透压，结构内外的高的渗透压，结构内外的渗透压差渗透压差和和聚电解质对水的亲和力聚电解质

13、对水的亲和力，促使大量水迅速进入树脂内。促使大量水迅速进入树脂内。3 3、吸水影响因素：、吸水影响因素：外部溶液中的盐离子、树脂网络结构的外部溶液中的盐离子、树脂网络结构的孔径、孔径、交联度交联度和和交联链的链长交联链的链长、树脂的粒度树脂的粒度等均影响其吸水能力等均影响其吸水能力第11页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子交联聚丙烯酸钠应用应用 主要用作外用软膏或乳膏的水性基质，亦是巴布剂的主要主要用作外用软膏或乳膏的水性基质，亦是巴布剂的主要基质材料。基质材料。交联聚丙烯酸钠具有保湿、增稠、皮肤浸润、胶凝等交联聚丙烯酸钠具有保湿、增稠、皮肤浸润、胶凝等作用。作用

14、。在软膏中用量为在软膏中用量为14(水溶液或乳液量水溶液或乳液量)，在巴布剂中，在巴布剂中常用量为常用量为6左右。左右。交联聚丙烯酸钠大量用作医用尿布、吸血巾、妇女卫生巾等一交联聚丙烯酸钠大量用作医用尿布、吸血巾、妇女卫生巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂或添加剂。次性复合卫生材料的主要填充剂或添加剂。第12页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子聚丙烯酸水凝胶第13页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子卡波沫化学结构和制备化学结构和制备1 1、来源：、来源：卡波沫卡波沫900900系列为聚丙烯酸钠与蔗糖的烯丙基醚或系列为聚丙烯酸钠与蔗糖的

15、烯丙基醚或季戊四醇（季戊四醇（pengtaerythritolpengtaerythritol）的烯丙基醚，系在苯液、醋）的烯丙基醚，系在苯液、醋酸乙酯或醋酸乙酯与环己烷混合液中交联而成酸乙酯或醋酸乙酯与环己烷混合液中交联而成 2 2、化学结构：、化学结构：CH CH2 2-CH-CHn n C C3 3H H2 2 C C1212H H2121O O1212 m m COOH COOH第14页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 卡波沫是一种白色、疏松、酸性、引湿性强、微有特异臭的粉末，通常含水量高卡波沫是一种白色、疏松、酸性、引湿性强、微有特异臭的粉末，通常含水

16、量高可达可达2%2%，平均粒径为，平均粒径为2 27m7m。性状性状溶解、溶胀、凝胶特性溶解、溶胀、凝胶特性 卡波沫分子中存在大量的羧酸基团，具有一定的亲水性，可分散于水，卡波沫分子中存在大量的羧酸基团，具有一定的亲水性，可分散于水，1%1%水分散液的水分散液的pHpH为为2.52.53.03.0，卡波沫在水中，卡波沫在水中迅速溶胀，但不溶解迅速溶胀，但不溶解，表现出很低的粘性。，表现出很低的粘性。卡波沫分子溶胀、溶解及粘度变化的原因在于分子中存在的大量羧基基团卡波沫分子溶胀、溶解及粘度变化的原因在于分子中存在的大量羧基基团 。粉。粉末状的卡波沫分子链卷曲很紧，而一旦末状的卡波沫分子链卷曲很紧

17、，而一旦分散于水分散于水，其分子即和水合分子链产生一定程度，其分子即和水合分子链产生一定程度的伸展而溶胀，的伸展而溶胀，溶液粘度很低溶液粘度很低；当用；当用碱中和时碱中和时，分子中的羧基解离，长链进一步伸展，分子体，分子中的羧基解离，长链进一步伸展，分子体积增大积增大10001000倍之多，形成弥漫状结构，出现倍之多，形成弥漫状结构，出现粘度很快增加粘度很快增加的现象的现象。卡波沫：性质第15页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子溶解、溶胀、凝胶特性溶解、溶胀、凝胶特性卡波沫：性质第16页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子卡波沫乳化、稳

18、定作用乳化、稳定作用 一方面由于其分子中存在亲水与硫水部分亲水与硫水部分，因而具有乳化乳化作用作用;另一方面它可在较大范围内调节两相粘度，大部分型号均可采用，这是卡波沫运用于乳剂系统的最大优点。卡波沫部分用水溶性无机碱中和、部分用油溶性部分用水溶性无机碱中和、部分用油溶性(长链长链)有机胺中和是发挥其稳定作用的关键。有机胺中和是发挥其稳定作用的关键。上述分步中和的结果形成了两种具有不同溶解性能的盐类，即可溶于水相的钠盐和可溶于油相的胺盐，它们在乳剂系统的水相和油相之间发挥桥梁作用，从而形成了化学及物理稳定性极佳的乳剂。第17页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子卡波

19、沫 固固态态卡卡波波沫沫较较稳稳定定，104104加加热热2h2h不不影影响响其其性性能能，但但260260加加热热30min30min完全分解。完全分解。卡卡波波沫沫宜宜中中和和后后使使用用，中中和和后后的的聚聚合合物物凝凝胶胶在在正正常常情情况况下下不不水水解解或氧化，反复冻熔也不致破坏。或氧化，反复冻熔也不致破坏。与与聚聚丙丙烯烯酸酸相相似似，过过量量盐盐类类电电解解质质可可影影响响分分子子间间的的静静电电斥斥力力，使使卡卡波波沫沫凝凝胶胶崩崩散散，溶溶液液或或凝凝胶胶的的粘粘性性随随之之下下降降；碱碱土土金金属离子以及阳离子聚合物等均可与之结合上生成不溶性盐。属离子以及阳离子聚合物等均

20、可与之结合上生成不溶性盐。稳定性稳定性第18页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子应用应用卡波沫 粘合剂量、与包衣材料粘合剂量、与包衣材料用作颗粒剂和片剂的粘合剂，常用量为用作颗粒剂和片剂的粘合剂，常用量为0.20.210.010.0；用作包衣材料具有；用作包衣材料具有衣层坚固、衣层坚固、细腻和滑润感好的特点细腻和滑润感好的特点。局部外用制剂基质局部外用制剂基质用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质（常用量用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质（常用量0.5%0.5%3%3%）,具具有优良的流变学性质有优良的流变学性质与与增湿润滑能力增湿润滑能力

21、,搽于皮肤表面具有特别的细腻滑爽感搽于皮肤表面具有特别的细腻滑爽感,在皮肤上铺展良在皮肤上铺展良性良好性良好.乳化剂增稠剂和助悬剂乳化剂增稠剂和助悬剂卡波沫具有卡波沫具有交联的网状结构交联的网状结构,特别适合用作特别适合用作助悬剂助悬剂(常用量常用量0.5%0.5%1%)1%)，0.4%0.4%的的Carbomer940Carbomer940的的助悬效果与助悬效果与2.3%CMC2.3%CMC或或6.0%6.0%黄原胶相当；黄原胶相当；Carbomer1342Carbomer1342是一种新型的高分子乳化剂，其他型号也是一种新型的高分子乳化剂，其他型号也具有一定的辅助乳化剂作用（常用量具有一定

22、的辅助乳化剂作用（常用量0.10.10.50.5）。）。第19页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子应用应用卡波沫 缓释控释材料缓释控释材料 卡波沫的缓释、控释作用在于其卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质溶胀与形成凝胶的性质。本本品品可可与与碱碱性性药药物物生生成成盐盐并并形形成成可可溶溶性性凝凝胶胶发发挥挥缓缓释释、控控释释作作用用，特特别别适适合合与与制制备备缓缓释释液液体体制制剂剂，如如滴滴眼眼剂剂、滴滴鼻鼻剂剂等等，同同时时还还可可发发挥挥掩掩味味作用。作用。近近年年来来常常利利用用卡卡波波沫沫制制备备粘粘膜膜粘粘附附片片剂剂以以达达到到缓缓释

23、释效效果果，聚聚合合物物大大分分子子链链可可以以与与粘粘膜膜糖糖蛋蛋白白大大分分子子相相互互缠缠绕绕而而维维持持常常长长时时间间粘粘附附作作用用，与与一一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好的效果。些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好的效果。第20页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 丙烯酸树脂化学结构和制备1.化学结构 通常，把甲基丙烯酸共聚物（methacrylic acid copolymer）和 甲 基 丙 烯 酸 酯 共 聚 物(polymethacrylate copolymer)等在药剂领域中常用的薄膜包衣材料统称为丙烯酸树酯（acrylic acid

24、resin）。这类材料实际上是甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯、丙丙烯烯酸酸酯酯、甲甲基基丙丙烯烯酸酸等单体按不同比例共共聚聚而成的一一大大类类聚聚合合物物，其中有些品种丙烯酸树脂，和已载入中国药典（2000年版）二部。第21页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 2.制备 甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯等单体单体在光热、辐射线或引发剂引发剂条件下均容易共聚，反应中有大量热放出。在药用树脂的生产中，一般是用过硫酸盐引发；可视最终成品要求，分别采用乳液聚合、溶液乳液聚合、溶液聚合聚合和和本体聚合本体聚合等制备。第22页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯

25、基类高分子 （1）乳液聚合 各种丙烯酸树酯胶乳液（Latex）均可采用乳液聚合制备。例如，胃崩型丙烯酸树脂胶乳液的生产过程是将部分蒸馏水加入反应锅内，在搅拌下加入定量的1.4%十二烷基磺酸钠溶液和确定比例的共聚单体，加热至60，投入计算量0.36%过硫酸钾溶液，继续加热直至出现聚合热，及时冷却并维持温度在9095反应60min，冷至室温，调节水量成规定浓度（通常固含量为30%）即得。乳胶漆也可采用其他物理方法（如溶剂转换法等）制备。第23页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 （2）溶液聚合 肠溶液、号树脂和胃溶型号树脂系用本法制备。一般过程是将共聚单体及引发剂溶解

26、在适宜有机溶剂中，通常选择低毒性的乙醇或乙醇水溶液，在6070反应即有聚合物生成。在低浓度醇液中，树脂不断沉淀析出；或者在高浓度醇液中，待反应终止向后反应体系加入足量水稀释使树脂析出。经过滤分离，用水充分浸洗，洗去残余单体和引发剂，烘干粉碎即得。该法生产的树脂系白色或浅黄色条状或颗粒状固体，具有很好的贮存稳定性，适合用有机溶剂溶解成不同浓度使用。第24页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 （3）本体聚合 德国Rohm药厂的渗透型树脂Eudragit RL 100和SR 100系用这种方法制备。一般过程是将共聚单体与过氧化物均匀混合，在低温条件下可引发聚合。反应中必

27、须迅速消除聚合热，否则易导致丙烯酸酯单体的支化聚合和交联。反应得到的共聚物经热熔后挤压并冷却成约4mm2mm大小白色或半透明颗粒，残余单体和引发剂可在热熔过程中除去。该类产品可以溶解后使用，也可以直接在热水中分散成乳胶液使用。据认为，渗透型树脂中的氯化铵基及疏水主链使大分子具有较强的表面活性，在水分散液中作为自乳化剂而形成稳定胶乳液。第25页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 （二）性质1.玻璃化转变温度（Tg）肠溶型甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物（肠溶型、号树脂）在Tg在160以上，胃崩型丙烯酸树脂的Tg却低达-8，渗透型丙烯酸树脂的Tg介于二者之间，约在55

28、左右。虽然三类树脂均具有良好成膜性，但Tg较高的树脂表现出显著刚性，所形成的膜脆性较大。这一差异归结于他们的结构特性。第26页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 2.最低成膜温度 最低成膜温度（minimum film-forming temperature,MFT）指树脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度，测定法详见ISO2115：199（E）。在MFT以下，聚合物颗粒不能发生溶合形成薄膜。在含有丙烯酸酯的树脂中，丙烯酸酯比例越高，MFT越低。第27页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 MFT太高的树脂不

29、适合薄膜包衣。一般而言，使包衣树脂的MFT降低至1525对薄膜衣形成较为有利。对于肠溶型、号树脂，加入一定量增塑剂是必要的。增塑剂的种类对树脂的MFT的影响很不相同。研究表明，一些较为疏水的增塑剂反而升高肠溶型号树脂的MFT值，而亲水性增塑剂有较好的降低MFT作用，MFT降低的程度与增塑剂用量成正比。第28页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 3.力学性质 总的来说，除胃崩型树脂和肠溶型号树脂外，其他树脂很少能制备成具有一定拉伸强度及柔性的独立薄膜。丙烯酸树脂能够在药片上形成薄膜衣主要依赖于分子中酯基与药片表面分子带电负性原子形成氢键、分子对药片隙缝的渗透以及包衣

30、液中其他成分的吸附。大分子中酯基碳链越长，分子聚合度越大，薄膜衣对药片的粘附性就越强，薄膜具有更大的拉伸强度和断裂伸长。不同性质的树脂混合应用以及加入适宜增塑剂均能改善薄膜的机械性能。第29页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 4.溶解性 丙烯酸树脂易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和氯仿等极性有机溶剂，但在水中的溶解性质则取决于树脂结构中的侧链基团和水溶液pH。肠溶型树脂作为阴离子聚合物，结构中的羧酸基团在酸性环境不发生解离，大分子保持卷曲状态。当溶液pH升高时，羧酸基团解离，卷曲分子伸展而发生溶剂化。溶液pH越高，溶解速率越快。分子中羧基比例越大，则需在pH更高的

31、溶液中溶解。肠溶型号树脂分子中的丙烯酸酯结构增加了大分子的柔性，在pH 5.5即开始溶解。几种肠溶型树脂混合使用，其溶解pH决定于混合比例并介于各自溶解pH之间。胃崩型树脂和渗透型树脂中的酯基和季胺基在酸性和碱性环境中均不解离,故不发生溶解.胃溶型树脂在胃酸环境溶解取决于其叔胺碱性基团。第30页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 5.渗透性 虽然含季铵基团的渗透型树脂在水中不溶，但季胺盐基具有很强的亲水性，使其具有一定的水渗透溶胀性质。季胺基团比例越高，渗透性越大，故渗透型树脂分为高渗透型和低渗透型两类。二者混合使用，可以调节渗透性。胃崩型树脂结构中的酯链侧基，具

32、有一定疏水性，渗透性很小，单独应用在胃肠溶中既不溶也不崩，必须添加适量亲水性物质，如糖粉、淀粉等，使树脂成膜时形成孔隙，利于水分渗入。第31页，此课件共64页哦第一节第一节 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 应用应用 1 1丙烯酸树脂的安全性丙烯酸树脂的安全性 丙烯酸树脂是一类安全、无毒的药用高分子材料，动物口服半数致死量丙烯酸树脂是一类安全、无毒的药用高分子材料，动物口服半数致死量LDLD5050为为6 628 28 gkggkg（大鼠、家兔和狗），动物慢性毒性试验亦未发现组织及器官的毒性反应。（大鼠、家兔和狗），动物慢性毒性试验亦未发现组织及器官的毒性反应。2 2丙烯酸树脂做薄膜包衣材料丙

33、烯酸树脂做薄膜包衣材料 丙烯酸树脂主要用作片剂、微丸、缓释颗粒等的薄膜包衣材料。丙烯酸树脂主要用作片剂、微丸、缓释颗粒等的薄膜包衣材料。胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色和掩味；肠溶型树脂重要用于那些胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色和掩味；肠溶型树脂重要用于那些易受胃酸破坏或胃刺激性较大药物的包衣，也可以作为防水隔离层使用；单纯渗透型树脂易受胃酸破坏或胃刺激性较大药物的包衣，也可以作为防水隔离层使用；单纯渗透型树脂或与其他类型树脂复合运用可控制药物释放速度。胃崩型树脂亦有类似应用，但在加入水或与其他类型树脂复合运用可控制药物释放速度。胃崩型树脂亦有类似应用，但在加入水溶性

34、添加剂后亦可起胃溶型树脂作用。溶性添加剂后亦可起胃溶型树脂作用。3 3丙烯酸树脂做骨架材料丙烯酸树脂做骨架材料 用作缓释、控释制剂的骨架材料，用量可达用作缓释、控释制剂的骨架材料，用量可达5%5%20%20%，用于直接压片，用量可，用于直接压片，用量可高达高达10%10%50%50%。4 4近年来，丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、压敏胶及直肠用近年来，丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、压敏胶及直肠用凝胶剂等。凝胶剂等。第32页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇化学结构和制备 聚乙烯醇（polyvinyl alco

35、hol,PVA）是一种水溶性聚合物，它并不是由乙烯醇单体聚合形成的，因为乙烯醇极不稳定，不存在乙烯醇单体。聚乙烯醇的制备是由聚醋酸乙烯（polyvinyl acetate,PVAc）醇解而成，碱催化醇解反应式如下：第33页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇 2.2.性质性质 聚乙烯醇是白色至奶油色无臭颗粒或粉末,25相对密度1.191.31,它的物理性质和化学性质与其醇解度、聚合度以及结构中的羟基有很大关系。(1)溶解性 聚乙烯醇具有极强的亲水性,溶于热水或冷水中。其在水中的溶解性与分子量、醇解度有关。第34页，此课件共64页哦第一节第一节

36、乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇 PVA是结晶性较强的聚合物,结晶性随分子量相醇解度的增大而增强,溶解性下降;醇解度87%89%的产品水溶性最好,在冷水和热水中均很快溶解;醇解度更高的产品,一般需要加热到6070才能溶解,醇解度越高,溶解温度越高;醇解度在75%80%的产品不溶于热水,只溶于冷水,随着醇解度进一步下降,分子中乙酰基含量增大,水溶性下降。醇解度为80%以下时,PVA的水溶液在低温时是透明的,但升温即出现乳浊现象,即有昙点。在昙点以上的温度时,产生液-液分离。利用此原理,可将PVA作为微囊的辅料。第35页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙

37、烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇(2)PVA水溶液性质溶液黏度 聚乙烯醇水溶液与大多数聚合物溶液一样为非牛顿流体,黏度随聚乙烯醇浓度增加而急剧上升,温度升高则黏度下降。由于疏水性酯基的存在,聚乙烯醇水溶液具有一定的表面活性作用,醇解度低,残存酯基多,表面张力则越低,乳化能力越强。凝胶化 较高浓度的PVA溶液,在30以下存放过程中由于PVA凝胶化作用,粘度逐渐升高；而且温度越低、浓度和醇解度越高,这种变化越明显。但这种凝胶机械强度差,浸渍于水中膨胀,在温水中溶解。冷冻处理高分子量的PVA溶液(2%15%),可得物理交联的不溶PVA凝胶。多次冻融，增大凝胶强度。第36页，此课件共64页哦第一节第一节

38、 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇 混溶性 聚乙烯醇水溶液可与许多水溶性聚合物混合,但与西黄蓍胶、阿拉伯阳海藻酸纳等相容性差,放置后出现相分离。本品与大多数无机盐有配伍禁忌,低浓度氢氧化钠、碳酸钙、硫酸钠和硫酸钾、氢氧化铜等也使聚乙烯醇从溶液中析出,但可与大多数无机酸混合。第37页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇 成膜性 聚乙烯醇具有良好的成膜性能。用10%30%聚乙烯醇水溶液涂布在光洁的平板上,待水分蒸发后，即得优良力学性能的无色透明薄膜,加入甘油、多元醇等增塑剂可进一步改善膜的柔性、韧性及保湿率。PVA膜有适当的吸

39、湿性和透湿性,而对氧、氮、CO2的透过率极低,在低湿度下对氧的透过率是多种聚合物中最低的一个(对经皮给药系统很重要),PVA膜有良好的耐油、耐药性。第38页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇(3)化学性质 聚乙烯醇在化学结构上可以看成是在交替相隔碳原子上带有羟基的多元醇,因此可以发生是羟基的化学反应,如酯化、醚化和缩醛化等。聚乙烯醇与环氧乙烷、丙烯腈、各种饱和醛或不饱和醛反应,大多形成不溶性交联聚合物。化学交联的PVA凝胶,所用的交联剂有戊二醛、乙醛、甲醛等,在硫酸、乙酸、甲醇等存在下进行交联反应。化学交联的凝胶中易残留交联剂,作为药用辅料时

40、需除净。另外,通过电子束或射线引发可以制备交联的PVA凝胶,这种凝胶较化学交联凝胶。第39页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇(4)生物相容性 聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激,是一种安全的外用辅料。口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少,长期口服未见肝、肾损害。大鼠皮下注射可引起器官和组织的浸润及贫血,一些规格的聚乙烯醇还引起高血压和其他病变。FDA已允许将其作为口服片剂、局部用制剂、经皮给药制剂及阴道制剂等的辅料。第40页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇 3.应用(1)聚乙烯醇作为药物膜片的基材

41、成膜材料、柔软性、粘附性(2)液体、半固体制剂中的应用 助悬、增稠、增粘、表面成膜、辅助增溶、乳化、稳定作用(3)PVA凝胶的药物控制释放 生物粘附性、适度的凝胶分数、溶胀度、断裂伸长率和理想的拉伸强度、良好的亲水性和通透性、弹性等(4)用作透皮吸收制剂辅料 黏性、缓释作用(5)聚乙烯醇微球在医药中的应用 将PVA微球进行动脉栓塞,阻断肿瘤供血，治疗肝肾恶性肿瘤。(6)其他应用 医用导管材料、伤口敷料、传感器、软角内膜接触镜、手术缝合线等。第41页，此课件共64页哦第一节第一节 乙烯基类均聚物和共聚物乙烯基类均聚物和共聚物 聚乙烯醇(2)液体、半固体制剂中的应用 聚乙烯醇具有助悬、增稠、增粘剂

42、及在皮肤、毛发表面成膜等作用,用于糊剂、软膏以及面霜、面膜、发胶中,最大用量10%。在各种眼用制剂,如滴眼液、人工泪液及隐藏形眼镜保养液产品中,常用含量为0.25%3.0%,其具润滑剂和保护剂作用,可显著延长药物与眼组织的接触时间。与一些表面活性剂合用时,聚乙烯醇兼有辅助增溶、乳化及稳定作用,常用量0.5%1%。第42页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 聚乳酸(polylactic acid or polylactide,PLA)具有可生物降解性和生物相容性,在人体内代谢的最终产物是水和二氧化碳,中间产物乳酸是体内糖代谢的产物,不

43、会在体内聚集,因此,聚乳酸已经成为近期医用生物材料中最具吸引力的聚合物。FDA批准聚乳酸用作外科手术缝合线和骨折内固定材料及药物控释载体等。为改善聚乳酸的疏水性,人们研究开发了多种聚乳酸的共聚物,用于药物的控制释放和生物材料。第43页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 聚乳酸的结构与制备方法(l)l)结构结构 聚乳酸是羟基丙酸缩合的产物,分为聚(L-乳酸)(PLLA)、聚(D-乳酸)(PDLA)和聚(D,L-乳酸)(PDLLA),因为合成聚乳酸的单体主要有乳酸(-羟基丙酸)和它的环状二聚体丙交酯,结构如下:第44页，此课件共64页哦

44、第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物(2)(2)聚乳酸的合成聚乳酸的合成丙交酯的开环聚合 聚乳酸的合成主要有两种方法:丙交酯的开环聚合和乳酸的直接缩聚。到目前止,PLA主要是通过丙交酯的开环聚合制得,即为乳酸为原料,经减压蒸镏制得丙交酯(lactide简称LA),再以丙交酯为单体,在引发剂、高温、高真空度的条件下反应数小时制得PLA。依据引发剂的不同,LA的开环聚合可分为阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合,其中LA的配位开环聚合尤为重要。第45页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 配位聚合又称

45、为配位-插入聚合(coordination-insertion polymerization),是目前为止研究最深入、应用最广的一种方法,常用的引发剂包括过渡金属的有机化合物和氧化物.其中最常用的引发剂为辛酸亚锡、异丙醇铝、双金属-氧桥烷氧化合物引发剂等。辛酸亚锡引发体系的优点是单体高转化率和产物低消旋化。辛酸亚锡已被美国FDA允许作为食品添加剂。在反应过程中,辛酸亚锡只是催化剂,真正的引发剂是体系内的极少量杂质(如水或含羟基化合ROH等)。第46页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 乳酸直接缩聚制备聚乳酸 直接缩聚是乳酸缩合脱水直

46、接合成聚乳酸。直接缩聚法的实施方法包括溶液缩聚法、熔融缩聚法,缩聚反应常常使用的是锡类引发剂。其反应为一系列平衡反应组成。一般可采取三种方法:(a)通过升高聚合温度等方法增加平衡反应的平衡常数;(b)采取高真空和通氮气等方法及时除去体系中的水;(c)控制体系中中间产物丙交酯的浓度,抑制平衡反应的发生。第47页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 PLA的性质 PLA是浅黄色透明固体,所有3种聚乳酸均溶于氯仿、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃等有机溶剂,在水、乙醚、乙酸乙酯及烷烃类溶剂中不溶。光学活性的PLLA和PDLA理化学性质基本上相似,但

47、是PDLLA的性能却有很大变化。如PDLA和PLLA的玻璃化转变温度约为57,都是高结晶性聚合物,结晶度在37%左右,熔点在170左右。聚DL-乳酸是非晶态的聚合物,无熔融温度,玻璃化转变温度在4045。通常应用较多的是聚D,L-乳酸,其次是聚L-乳酸。因此,立体规整性直接影响聚乳酸的机械性能、热性能和生物性能。第48页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸类聚合物 PLA的性质 聚乳酸的降解属水解反应,主要是按照本体侵蚀机理进行,降解速度与其分子量和结晶度有关。分子量越高,结晶度越大,降解越慢,PLLA和PDLA的降解速率低于PDLLA。端基

48、（羧基）对其水解起催化作用,随着降解的进行,体系中羧基含量增加,降解速率加快,而且微粒明显比纳米粒降解快,这是由于降解生成的酸性物质不易从较大粒子内扩散，因此酸在较大粒子内对降解起催化作用。聚乳酸降解首先发生在聚合物无定形区,降解后形成的较小分子链可能重排而结晶,故结晶度在降解开始阶段有时会升高。第49页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸共聚物 乳酸与乙醇酸共聚物(PLGA)PLA作为生物降解材料,在临床和医学领域得到了广泛的应用,随着聚乳酸应用领域的不断扩展,单独的聚乳酸均聚物已不能满足要求。如在药物控制释放体系中,对不同的药物要求其载体

49、材料具有不同的释放速度,仅靠PLA的分子量及分子量分布调节降解速度具有很大的局限性。另外为了进一步改进冲击强度、渗透性和亲水性,人们又开始合成聚乳酸的各类共聚物,改进聚乳酸的性能。第50页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸共聚物 乳酸与乙醇酸共聚物乳酸与乙醇酸共聚物(PLGA)PLGA)PLA作为生物降解材料,在临床和医学领域得到了广泛的应用,随着聚乳酸应用领域的不断扩展,单独的聚乳酸均聚物已不能满足要求。如在药物控制释放体系中,对不同的药物要求其载体材料具有不同的释放速度,仅靠PLA的分子量及分子量分布调节降解速度具有很大的局限性。另外为

50、了进一步改进冲击强度、渗透性和亲水性,人们又开始合成聚乳酸的各类共聚物,改进聚乳酸的性能。第51页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸共聚物 调节PLA的降解性能和机械强度的普遍方法是丙交酯与其他单体如乙醇酸、己内酯等共聚,其聚合反应机理与LA开环聚合机理相同。其中,乳酸和羟基乙酸共聚物得到了较多的应力,其结构如下：第52页，此课件共64页哦第二节第二节 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乳酸共聚物 PLGA的降解亦属水解反应,水解速度在很大程度上取决于共聚单体的配比。无论二者配比如何,共聚物的结晶度均低于各均聚物。在等摩尔