药剂学:表面活性剂幻灯片.ppt
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1、药剂学:表面活性剂第1页,共85页,编辑于2022年,星期二概概 述述表面张力(表面张力():):使液体表面分子向内收缩至最小面积使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。的这种力。表面活性剂表面活性剂(surfactant)(surfactant):具有很强表面活性、能具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。使液体的表面张力显著下降的物质。结构特征:结构特征:“双亲双亲”结构(见上图)结构(见上图)正吸附:正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象。表面活性剂在溶液表面层聚集的现象。第2页,共85页,编辑于2022年,星期二表面活性剂的分类表面活性剂的分类n一、离子表面活性剂一、离
2、子表面活性剂n(一)阴离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂n(二)阳离子表面活性剂(二)阳离子表面活性剂n(三)两性离子表面活性剂(三)两性离子表面活性剂n二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂第3页,共85页,编辑于2022年,星期二(一)阴离子表面活性剂(一)阴离子表面活性剂t1.1.高级脂肪酸盐高级脂肪酸盐系肥皂类,系肥皂类,通式:通式:(RCOO-)(RCOO-)n nM Mn n,如硬脂酸钠、镁等。,如硬脂酸钠、镁等。分类:分类:一价金属皂一价金属皂(钾、钠皂钾、钠皂);二价或多价皂;二价或多价皂(铅、钙、铝皂铅、钙、铝皂);有机胺皂;有机胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂)。性质:性质:
3、具有良好的乳化能力,易被酸及多价盐破坏,电解质使具有良好的乳化能力,易被酸及多价盐破坏,电解质使之盐析。之盐析。应用:应用:具有一定的刺激性,只供外用。具有一定的刺激性,只供外用。这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。第4页,共85页,编辑于2022年,星期二2.2.硫酸化物:硫酸化物:通式:通式:R RO OSOSO3 3-M M+硫酸化油硫酸化油,高级脂肪醇硫酸酯类。高级脂肪醇硫酸酯类。分类:分类:硫酸化油,如硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油;硫酸化油,如硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油;高级脂肪醇硫酸酯,如高级脂肪醇硫酸酯,如十二烷基硫酸钠(十二
4、烷基硫酸钠(SDSSDS),又称月桂),又称月桂醇硫酸钠(醇硫酸钠(SLSSLS)。性质:性质:可与水混溶,为无刺激的去污剂和润湿剂;乳可与水混溶,为无刺激的去污剂和润湿剂;乳化性很强,稳定、耐酸、钙,易与一些高分子阳离子药化性很强,稳定、耐酸、钙,易与一些高分子阳离子药物发生作用产生沉淀。物发生作用产生沉淀。应应用用:代代替替肥肥皂皂洗洗涤涤皮皮肤肤;有有一一定定刺刺激激性性,用用于于外外用用软软膏膏的的乳乳化剂。化剂。第5页,共85页,编辑于2022年,星期二3.3.磺酸化物:磺酸化物:通式:通式:脂肪族磺酸化物脂肪族磺酸化物 R RSOSO3 3-M M+和烷基芳基磺酸化物和烷基芳基磺酸
5、化物 RCRC6 6H H5 5SOSO3 3M M分类:分类:脂肪族磺酸化物,如二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛脂肪族磺酸化物,如二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索索-OT-OT)、二己基琥珀酸磺酸钠;烷基芳基磺酸化物,如)、二己基琥珀酸磺酸钠;烷基芳基磺酸化物,如十二烷基苯磺酸钠(常用洗涤剂)十二烷基苯磺酸钠(常用洗涤剂);胆酸盐,如牛磺胆酸钠、;胆酸盐,如牛磺胆酸钠、甘胆酸钠。甘胆酸钠。性质:性质:水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差,但水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差,但不易水解。不易水解。应用:应用:用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂;用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂;
6、较好的洗涤剂。较好的洗涤剂。第6页,共85页,编辑于2022年,星期二(二二)阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂 这类表面活性剂起作用的部分是阳离子,亦称阳性皂。这类表面活性剂起作用的部分是阳离子,亦称阳性皂。1 1、结构:、结构:含有一个五价氮原子。含有一个五价氮原子。胺盐型,通式:胺盐型,通式:RNHRNH3 3+XX-,RR2 2NHNH2 2+XX-,如氯苄甲乙胺;,如氯苄甲乙胺;季铵盐型,通式:季铵盐型,通式:RR1 1R R2 2N N+R R3 3R R4 4XX-,如新洁尔灭。,如新洁尔灭。2 2、特点:、特点:良好的表面活性作用,具有很强的杀菌作用。良好的表面活性作用,具有
7、很强的杀菌作用。3 3、应用:、应用:杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。4 4、常用品种:、常用品种:苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)、苯扎溴铵、苯扎溴铵 (新洁尔灭新洁尔灭):常用浓度:常用浓度0.01-0.02%0.01-0.02%,杀菌力强、稳定。,杀菌力强、稳定。第7页,共85页,编辑于2022年,星期二(三三)两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂 这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pHpH值介值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。质中可表现出阳离子或阴
8、离子表面活性剂的性质。分类及常用品种分类及常用品种:卵磷脂(豆磷脂、蛋磷脂):卵磷脂(豆磷脂、蛋磷脂):是一类天然表面活性剂,组成复杂,可用于静是一类天然表面活性剂,组成复杂,可用于静注用乳剂与脂质体的制备。注用乳剂与脂质体的制备。阴离子部分阴离子部分磷酸型;阳离子部分磷酸型;阳离子部分季胺盐类季胺盐类 合成活性剂:合成活性剂:阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分分为:阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分分为:氨基酸型氨基酸型胺盐(胺盐(RNRNH H2 2CHCH2 2CHCH2 2COOCOO)甜菜碱型甜菜碱型季胺盐(季胺盐(RNRN(CH(CH3 3)2 2CHCH2 2COOCOO)性
9、质性质:碱性水溶液中呈阴离子性质,起泡性良好、去污力亦强;碱性水溶液中呈阴离子性质,起泡性良好、去污力亦强;酸性水溶液中呈阳离子性质,杀菌力很强,毒性小。酸性水溶液中呈阳离子性质,杀菌力很强,毒性小。第8页,共85页,编辑于2022年,星期二表面活性剂的分类表面活性剂的分类n一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂n二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯多元醇型多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯型聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物第9页,共85页,编辑于2022年,星期二二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂 在水溶液中不是解离状态故称之为非离子表面活性剂。在水溶液
10、中不是解离状态故称之为非离子表面活性剂。1 1、结构组成:、结构组成:v亲水基团亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇);v亲油基团亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基);v酯键、醚健。酯键、醚健。2 2、性质:、性质:毒性小,溶血作用较小,化学上不解离,不易受毒性小,溶血作用较小,化学上不解离,不易受电解质,电解质,pHpH值的影响;能与大多数药物配伍,广泛应用于值的影响;能与大多数药物配伍,广泛应用于外用、口服制剂和注射剂。外用、口服制剂和注射剂。第10页,共85页,编辑于2022年,星期二3 3、常用品种、常用品种 脂肪酸甘油酯
11、脂肪酸甘油酯 类别:类别:脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯,如脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯,如单硬脂酸甘油酯单硬脂酸甘油酯。性质:性质:不溶于水,在水、热、酸、碱及酶等下易水解。不溶于水,在水、热、酸、碱及酶等下易水解。应用:应用:HLB 3HLB 34 4,表面活性弱,用作,表面活性弱,用作W/OW/O型辅助乳化剂。型辅助乳化剂。多元醇型多元醇型蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯(sucrose esters(sucrose esters,SE)SE)简称蔗糖酯,简称蔗糖酯,是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物,分为是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物,分为单酯、二酯、三酯及多酯。单酯、二酯、三酯及多
12、酯。性质:性质:溶于丙二醇、乙醇,但不溶于水和油;在酸、碱及酶溶于丙二醇、乙醇,但不溶于水和油;在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。应用:应用:HLB 5HLB 51313,表面活性弱,用作,表面活性弱,用作O/WO/W型乳化剂。型乳化剂。第11页,共85页,编辑于2022年,星期二脂肪酸山梨坦:脂肪酸山梨坦:山梨糖醇及其单酐和二酐山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸各种脂肪酸 脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物 (司盘,司盘,span)span)品种:品种:span20span20(脱水山梨醇单月桂酸酯),(脱水山梨醇单月桂酸酯),span
13、40(span40(脱水山梨醇单脱水山梨醇单棕榈酸酯棕榈酸酯);span60span60(脱水山梨醇单硬脂酸酯);(脱水山梨醇单硬脂酸酯);span65span65(脱水山(脱水山梨醇三硬脂酸酯);梨醇三硬脂酸酯);span80span80(脱水山梨醇单油酸酯);(脱水山梨醇单油酸酯);span85span85(脱(脱水山梨醇三油酸酯)。水山梨醇三油酸酯)。应应用用:粘粘稠稠白白色色至至黄黄色色的的油油状状液液体体或或蜡蜡状状固固体体,亲亲油油性性较较强强,HLB1.8HLB1.83.83.8,一一般般用用作作W/OW/O型型乳乳剂剂的的乳乳化化剂剂或或混混合合乳乳化化剂剂。用用于搽剂、软膏,
14、亦作为乳剂的辅助乳化剂。于搽剂、软膏,亦作为乳剂的辅助乳化剂。第12页,共85页,编辑于2022年,星期二聚山梨酯聚山梨酯(polysorbate)(polysorbate):脱水山梨醇脂肪酸酯脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷环氧乙烷 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 (吐温,吐温,Tween)Tween)品种:品种:Tween 20Tween 20(聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯),(聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯),Tween 40Tween 40(聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯),(聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯),Tween 60Tween 60(聚氧乙(聚氧乙烯脱水山梨醇单硬
15、脂酸酯),烯脱水山梨醇单硬脂酸酯),Tween 80Tween 80(聚氧乙烯脱水山(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯),梨醇单油酸酯),Tween 85Tween 85(聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯)。(聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯)。应用:应用:粘稠性黄色液体,亲水性化合物,为水溶性表面活性剂,粘稠性黄色液体,亲水性化合物,为水溶性表面活性剂,用作用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。第13页,共85页,编辑于2022年,星期二t聚氧乙烯型:聚氧乙烯型:1 1)聚氧乙烯脂肪酸酯)聚氧乙烯脂肪酸酯系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。通通
16、式式:RCOOCHRCOOCH2 2(CH(CH2 2OCHOCH2 2)n nCHCH2 2OHOH,商商品品名名为为卖卖泽泽(Myrij)(Myrij),如如聚氧乙烯聚氧乙烯4040硬脂酸酯硬脂酸酯(polyoxyl 40 stearate)(polyoxyl 40 stearate)。应应用用:具具有有较较强强水水溶溶性性,乳乳化化能能力力强强,作作增增溶溶剂剂和和油油/水水型型乳化剂。乳化剂。2 2)聚氧乙烯脂肪醇醚)聚氧乙烯脂肪醇醚 系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。通式:通式:R RO O(CH(CH2 2O CHO CH2 2)n nH H。第14页
17、,共85页,编辑于2022年,星期二品种品种:苄泽类苄泽类(Brij)(Brij):如如Brij-30Brij-30和和-35-35分别为不同分子量的聚乙二醇与分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物,月桂醇的缩合物,n n为为10-2010-20时作油时作油/水乳化剂。水乳化剂。西土马哥西土马哥(Cetomacrogol)(Cetomacrogol):聚乙二醇与十六醇的缩合物。聚乙二醇与十六醇的缩合物。平平加平平加O(Perogol O)O(Perogol O):是是1515个单位的氧乙烯与油醇的缩合物。个单位的氧乙烯与油醇的缩合物。埃莫尔弗埃莫尔弗(Emlphor)(Emlphor):一
18、类聚氧乙烯蓖麻油化合物,由一类聚氧乙烯蓖麻油化合物,由2020个单个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。易溶于水和醇及多种有机位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。易溶于水和醇及多种有机溶剂,溶剂,HLB12HLB121818,具有较强亲水性,乳化能力强,作,具有较强亲水性,乳化能力强,作增溶剂增溶剂和和油油/水型水型乳化剂。乳化剂。如聚氧乙烯蓖麻油甘油醚(如聚氧乙烯蓖麻油甘油醚(Cremophore ELCremophore EL),氧乙烯单位为氧乙烯单位为35354040,HLB12HLB121414。第15页,共85页,编辑于2022年,星期二聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物 通式:通
19、式:HO(CHO(C2 2H H4 4O)a-(CO)a-(C3 3H H6 6O)b-(CO)b-(C2 2H H4 4O)cHO)cH,是各种不同分子量的,是各种不同分子量的聚氧乙烯(亲水基)与聚氧丙烯(亲油基)的嵌段共聚物,其聚氧乙烯(亲水基)与聚氧丙烯(亲油基)的嵌段共聚物,其中中a a为化合物总量的为化合物总量的10108080,b b至少为至少为1515。本品又称。本品又称泊洛泊洛沙姆沙姆(poloxamer)(poloxamer),商品名普郎尼克,商品名普郎尼克(Pluronic)(Pluronic)。性性质质:为为淡淡黄黄色色液液体体或或固固体体,分分子子量量100010001
20、400014000,HLB HLB 0.50.53030,具具有有乳乳化化、润润湿湿、分分散散、起起泡泡和和消消泡泡等等多多种种优优良良性性能,但增溶能力较弱。能,但增溶能力较弱。应应用用:新新型型的的优优良良乳乳化化剂剂、增增溶溶剂剂,是是目目前前能能应应用用于于静静脉脉注注射乳剂的一种合成的乳化剂射乳剂的一种合成的乳化剂。第16页,共85页,编辑于2022年,星期二表面活性剂的基本特性表面活性剂的基本特性(一)临界胶束浓度(一)临界胶束浓度n胶束(胶束(micelles)micelles):当溶液内表面活性剂分子数目不断增加当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时,其疏水部分相互吸引,缔合在一
21、起,亲水部分向着水,时,其疏水部分相互吸引,缔合在一起,亲水部分向着水,几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子,称为胶束。几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子,称为胶束。n临界胶束浓度(临界胶束浓度(critical micell concentration,CMCcritical micell concentration,CMC):):表面活性分子缔合形成胶束的最低浓度。表面活性分子缔合形成胶束的最低浓度。CMCCMC的大小与物的大小与物质的结构、组成有关。质的结构、组成有关。第17页,共85页,编辑于2022年,星期二tCMCCMC的测定的测定1.1.表表面面张张力力法法:以以表表面
22、面张张力力对对浓浓度度的的对对数数作作图图,曲曲线线的的转转折折点点即即为为CMCCMC值值。适适合合于于离离子子表表面面活活性性剂剂和和非非离离子子型型表面活性剂。表面活性剂。2.2.电电导导法法:以以表表面面活活性性剂剂溶溶液液的的摩摩尔尔电电导导率率对对浓浓度度或或浓浓度度的的平平方方根根作作图图,曲曲线线的的转转折折点点即即CMCCMC值值。适适合合于于离离子表面活性剂子表面活性剂。3.3.染染料料法法:表表面面活活性性剂剂溶溶液液增增溶溶染染料料前前后吸收光谱的变化。后吸收光谱的变化。4.4.光光散散射射法法:胶胶束束形形成成与与散散射射光光强强度度成成正比正比。庚基乙二醇十二烷基醚
23、的表面庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系张力与浓度的关系十二烷基磺酸水溶液的十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系电导率与浓度的关系第18页,共85页,编辑于2022年,星期二(二)亲水亲油平衡值(二)亲水亲油平衡值n定义:定义:HLB(hydrophile-HLB(hydrophile-lipophile balance)lipophile balance)系系表面活性剂中亲水和亲表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合油基团对油或水的综合亲合力,是用来表示表亲合力,是用来表示表面活性剂的亲水亲油性面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。强弱的数值。nHLBHLB值范围:值范围:HLB HL
24、B 0 04040,其其中中非非离离子子表表面面活活性性剂剂HLB HLB 0 02020,即即石蜡为石蜡为0 0,聚氧乙烯为,聚氧乙烯为2020。第19页,共85页,编辑于2022年,星期二HLBHLB值计算:值计算:(1)(1)多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂:多元醇型和聚乙二醇型非离子表面活性剂:HLB(2)(2)大多数多元醇脂肪酸酯:大多数多元醇脂肪酸酯:HLB20(1S/A)S为酯的皂化价,为酯的皂化价,A为脂肪酸的酸价。为脂肪酸的酸价。(3)(3)混合的非离子表面活性剂混合的非离子表面活性剂:HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(4)(4)官能团官能团HL
25、B计算法:计算法:HLB=(亲水基团亲水基团HLB)+(亲油基团亲油基团HLB)+7 并不是所以表面活性剂并不是所以表面活性剂HLB值能用算式计算,须用实验值能用算式计算,须用实验方法加以验证。方法加以验证。第20页,共85页,编辑于2022年,星期二n KrafftKrafft点:点:离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高至某一温度时,其溶解度急剧升高,该温度称为高至某一温度时,其溶解度急剧升高,该温度称为KrafftKrafft点。点。n 起昙与昙点:起昙与昙点:因加热聚乙烯型非离子表面活性剂溶液因加热聚乙烯型非离子表面活性剂溶液发生混浊的现象称为起昙,
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