药用天然高分子材料.ppt
《药用天然高分子材料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《药用天然高分子材料.ppt(51页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章第四章药用天然高分子材料药用天然高分子材料 掌掌握握作作为为药药剂剂辅辅料料的的天天然然高高分分子子材材料料及及其其衍衍生物的来源、制法、结构、规格、性质和用途。生物的来源、制法、结构、规格、性质和用途。特点:无毒、应用安全、性能稳定、价格低廉特点:无毒、应用安全、性能稳定、价格低廉4.1淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物4.1.1 4.1.1 淀粉淀粉绿色植物的须根和种子。绿色植物的须根和种子。直链淀粉直链淀粉-1,4苷键苷键支链淀粉支链淀粉-1,6苷键苷键以以D-吡喃环形葡萄糖为结构单元。吡喃环形葡萄糖为结构单元。由多糖分子组成由多糖分子组成 性质:性质:P84主要用作片剂的稀释剂、崩解剂
2、、粘合剂、助流剂。主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂。OHOHCH2OHOHOHD-吡喃环形葡萄糖吡喃环形葡萄糖淀粉改性系统淀粉牙签物理变性物理变性预糊化淀粉预糊化淀粉次氯酸氧化淀粉次氯酸氧化淀粉氧化淀粉氧化淀粉过氧化氢氧化淀粉过氧化氢氧化淀粉分解淀粉分解淀粉高碘酸氧化淀粉高碘酸氧化淀粉酸变性淀粉酸变性淀粉磷酸酯淀粉磷酸酯淀粉无机酸酯淀粉无机酸酯淀粉硫酸酯淀粉硫酸酯淀粉硝酸酯淀粉硝酸酯淀粉原淀粉原淀粉淀粉酯淀粉酯甲酸酯淀粉甲酸酯淀粉化学变性化学变性醋酸酯淀粉醋酸酯淀粉有机酸酯淀粉有机酸酯淀粉丙酸酯淀粉丙酸酯淀粉硬脂酸酯淀粉硬脂酸酯淀粉羟甲基淀粉羟甲基淀粉羟烷基淀粉羟烷基淀粉淀粉醚淀粉
3、醚阳离子淀粉阳离子淀粉阴离子淀粉阴离子淀粉交联淀粉交联淀粉接枝共聚淀粉接枝共聚淀粉酶变性酶变性4.1.2糊精糊精淀粉水解过程的中间产物总称为糊精。淀粉水解过程的中间产物总称为糊精。制备条件与不同规格糊精产品见表制备条件与不同规格糊精产品见表P86可用作片剂或胶囊剂的稀释剂,增粘剂。可用作片剂或胶囊剂的稀释剂,增粘剂。4.1.3预胶化淀粉预胶化淀粉淀淀粉粉经经物物理理或或化化学学改改性性,有有水水存存在在下下,淀淀粉粉粒粒全全部部或或部部分分破坏的产物。破坏的产物。有许多优良特点。有许多优良特点。P874.1.4羧甲基淀粉钠羧甲基淀粉钠-葡萄糖的羧甲基醚,取代度为葡萄糖的羧甲基醚,取代度为0.5
4、。广泛用作片剂和胶囊剂的崩解剂,崩解时间短。4.2纤维素纤维素 定义:在不同的学科中定义:在不同的学科中“纤维素纤维素”这一名字有不同的含义。这一名字有不同的含义。植物学用来命名植物细胞壁的主要组分植物学用来命名植物细胞壁的主要组分(1847年,年,Payen)纤纤维维工工艺艺学学上上把把纤纤维维素素理理解解为为一一种种材材料料,可可用用某某些些化化学学方方法法从从少少数数的的植植物物中中分离得到分离得到化学学科认为纤维素是由化学学科认为纤维素是由D-葡萄糖单元在葡萄糖单元在-位置键合在一起的高分子物质位置键合在一起的高分子物质结晶学把纤维素定义为具有特殊晶胞的结晶物质结晶学把纤维素定义为具有
5、特殊晶胞的结晶物质-纤维素:高分子量的组分纤维素:高分子量的组分-纤维素:是溶于纤维素:是溶于17.5%碱液,并在中和时能沉淀下来的部分碱液,并在中和时能沉淀下来的部分-纤维素:在中和时仍然溶解的组分纤维素:在中和时仍然溶解的组分-和和-纤维的聚合度都很低纤维的聚合度都很低(200),并且是部分氧化的。,并且是部分氧化的。来源:来源:籽纤维籽纤维(棉花棉花)和许多植物的茎和叶和许多植物的茎和叶(亚麻、苧麻和大麻亚麻、苧麻和大麻)重重要要性性质质:最最丰丰富富的的天天然然有有机机物物,但但纤纤维维素素中中的的-(14)键键合合的的链链基基本本上上是是刚刚性性而而且且是是直直的的,分分子子间间彼彼
6、此此紧紧靠靠着着排排成成一一条条线线。能能溶溶于于氢氢氧氧化化铜铜铵铵溶液,不溶入水和碱。溶液,不溶入水和碱。结构:聚结构:聚-(14)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-L-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OHOHOHCH2OHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHCH2OHCH2OHCH2OH-L-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖1.1.化学反应性化学反应性 氧氧化化、酯酯化化、醚醚化化、分分子子间间形形成成氢氢键键、吸吸水水溶溶胀胀以及接枝共聚以及接枝共聚2.2.氢键的作用氢键的作用 结晶区结晶区 羟基都已形成氢键羟基都已形成氢键 无定形区无定形区 有少
7、量游离羟基,可发生膨化作用。有少量游离羟基,可发生膨化作用。3.3.吸湿性吸湿性 吸水量随无定形区所占比例的增加而增加。吸水量随无定形区所占比例的增加而增加。4.4.溶胀性溶胀性 碱金属离子半径碱金属离子半径 在碱液中能产生溶胀在碱液中能产生溶胀 温度温度 浓度浓度5.5.机械降解特性机械降解特性 外力作用,发生降解,聚合度下降外力作用,发生降解,聚合度下降6.6.可水解性可水解性 酸水解降解酸水解降解 碱水解碱水解(高温高温)4.2.1 4.2.1 粉状纤维素粉状纤维素(纤维素絮纤维素絮)在在木木材材-纸纸浆浆工工业业中中,-纤纤维维素素中中包包括括纤纤维维浆浆中中的的纤纤维维素素与与抗抗碱
8、碱的的半半纤纤维维素素。粉粉状状纤纤维维素素的的聚聚合合度度约约为为500,商商品品规规格格有有很很多多种种,(流流动动性性和和堆堆密密度度、颗颗粒粒、吸湿量吸湿量)各各不同。各各不同。用用作作片片剂剂的的稀稀释释剂剂,硬硬胶胶囊囊或或散散剂剂的填充剂。的填充剂。干干性性粘粘合合剂剂、助助悬悬剂剂、崩崩解解剂剂、助助流剂、食品添加剂流剂、食品添加剂4.2.2微晶纤维素微晶纤维素 由由细细纤纤维维所所制制得得的的-纤纤维维素素,用用25mol25mol盐盐酸酸在在105105煮煮沸沸15min15min,去去无无定定形形部部分分,过过滤滤,用用水水洗洗及及氨氨水水洗洗,余余下下的的结结晶晶部部分
9、分,经经剧剧烈烈搅搅拌分散,喷雾干燥形成粉末。拌分散,喷雾干燥形成粉末。压缩成型作用压缩成型作用 具有具有 粘合作用粘合作用 崩解作用崩解作用 P92 P92 应用应用4.3纤维素衍生物概述纤维素衍生物概述 4.3.1药用纤维素衍生物的化学类别药用纤维素衍生物的化学类别P93-94,酯类:醋酸纤维素、,酯类:醋酸纤维素、CAP、CAB醚类:醚类:MC、EC、HPC、HEC、HPMC、CMCNa、CMCCa醚酯类:醚酯类:HPMCP、HPMCAS4.3.2化学结构类型与应用性质化学结构类型与应用性质(一一)取代基团性质:非极性疏水基团、强极性基团取代基团性质:非极性疏水基团、强极性基团(二二)被
10、取代羟基比例被取代羟基比例:P95表表4-2DS为为1.27的甲基纤维素的确定的甲基纤维素的确定(三三)取代基的均匀度取代基的均匀度(四四)链平均长度及衍生物的分子量分布链平均长度及衍生物的分子量分布显著影响药物的释放性能显著影响药物的释放性能P96图图4-9DS为为1.27的甲基纤维素的确定的甲基纤维素的确定单体上的取代基摩尔含量(%)所占DS的分数葡萄糖(无取代)160.006位取代2位取代3位取代11 34 4720.473,6位取代2,6位取代2,3位取代2 24 3150.622,3,6位取代60.184.3.3纤维素衍生物的反应性纤维素衍生物的反应性纤纤维维素素衍衍生生物物的的羟羟
11、基基与与一一些些带带有有功功能能基基的的化化合合物物反反应应,通通过过共价键结合使结构稳定化或不溶化共价键结合使结构稳定化或不溶化如如甲醛等,形成缩醛甲醛等,形成缩醛甲氧基化合物,形成醚或次甲基甲氧基化合物,形成醚或次甲基环氧化烃类,形成聚醚环氧化烃类,形成聚醚分子内交联分子内交联4.3.4玻璃化温度玻璃化温度 膨胀计膨胀计(DM)差示扫描量热法差示扫描量热法(DSC)测定技术测定技术差热分析法差热分析法(DTA)热机械分析法热机械分析法(TMA)P97表表4-4一些纤维素衍生物的玻璃化转变温度一些纤维素衍生物的玻璃化转变温度DTA将将试试样样与与惰惰性性参参比比物物放放在在同同一一条条件件下
12、下受受热热,温温度度控控制制采采用用线线性性程程序序,如如果果试试样样随随着着温温度度的的升升高高发发生生熔熔融融、玻玻璃璃化化转转变变、结结晶晶、氧氧化化、交交联联、降降解解等等物物理理或或化化学学的的变变化化,则则会会在在某某一一温温度度下下产产生生一一定定的的热热效效应应,使使温温差差不不为为0。差差热热分分析析就就是是测测定定试试样样与与参参比比物物的的温温差差T与与温温度度T的的关关系系。得到的曲线称为差热曲线或热谱图得到的曲线称为差热曲线或热谱图(Thermogram)结晶结晶氧化氧化熔融熔融分解分解玻璃化玻璃化T放热放热吸热吸热oT对对于于结结晶晶高高聚聚物物,利利用用DTA可可
13、测测定定熔熔点点,根根据据熔熔融融锋锋的的面面积积可可计计算算出出实实际际的的熔熔融融热热Hf,还还可可由由下下式式算算出出结结晶晶度度X=Hf100%/Hf (其中其中Hf是完全结晶的熔融热是完全结晶的熔融热)氧化峰氧化峰氧化峰氧化峰空气空气氮气氮气熔融吸热峰熔融吸热峰 分解吸热峰分解吸热峰 T T 0 100 500 0 100 500 低压聚乙烯在空气中和氮气中的差热曲线低压聚乙烯在空气中和氮气中的差热曲线0 100 200 T 100 200 T 嵌段共聚 乙丙聚合物 无规共聚 乙丙聚合物 49%丙烯 51%丙烯 用于研究共聚物的结构用于研究共聚物的结构TT差示扫描量热法差示扫描量热法
14、(DSC)温温差差的的大大小小与与热热效效应应有有关关,还还与与试试样样的的堆堆积积紧紧密密度度、传传热热速速度度、热热容容量量等等有有关关,很很难难用用热热谱谱图图中中的的峰峰面面积积作作定定量量处理处理。DSC它它所所测测量量的的是是在在程程序序升升温温或或降降温温过过程程中中,试试样样和和参参比比物物的的温温度度始始终终保保持持相相同同的的情情况况下下,两两者者所所需需要要的的热热量量补补偿的差别。偿的差别。实实际际测测量量的的是是装装在在试试样样和和参参比比物物托托架架下下面面两两只只电电热热器器的的热热功功率率之之差差随随时时间间的的变变化化dQ/dtt,如如果果升升温温速速度度是是
15、恒恒定定的的,也也就就是是热热功功率率之之差差随随温温度度的的变变化化dq/dtT Q=dt 如如果果用用已已知知热热容容的的样样品品事事先先标标定定仪仪器器常常数数,就就可可计计算算出出Q的绝对值。的绝对值。DSC能能进进行行定定量量计计算算,尤尤其其在在测测定定结结晶晶度度,结结晶晶动动力力学,反应动力学等方面比学,反应动力学等方面比DTA更为有效。更为有效。dQdt膨胀计法:膨胀计法:(DM)试样体积变化与温度的关系hTg T4.3.5溶度参数和表面能溶度参数和表面能P9899表表4-5和表和表4-64.3.6配伍相容性配伍相容性聚聚合合物物之之间间或或聚聚合合物物与与增增塑塑剂剂之之间
16、间的的相相容容性性以以Tg(DSC法法,DTA法法)或或软软化化温温度度Ts(TMA法法)来来评评估估,两两者者相相容容,则则混混合物的合物的Tg处在两者的处在两者的Tg之间;部分相容,则可能有两个之间;部分相容,则可能有两个Tg。Ts=Toe-KsNTs加加增增塑塑剂剂的的软软化化温温度度N为为增增塑塑剂剂的的摩摩尔尔分分数数To纯聚合物软化温度纯聚合物软化温度Ks软化点下降系数软化点下降系数4.3.7生物粘附性生物粘附性纤维素衍生物可用作生物或粘膜粘着剂。纤维素衍生物可用作生物或粘膜粘着剂。4.3.8热致凝胶化和昙点热致凝胶化和昙点P1004.3.9液晶的形成液晶的形成4.4药用纤维素衍生
17、物各论药用纤维素衍生物各论 4.4.1纤维素酯类纤维素酯类(一一)醋酸纤维素醋酸纤维素纤纤维维素素的的醋醋酸酸酯酯是是在在50用用硫硫酸酸作作cat,在在冰冰醋醋酸酸或或CH2Cl2溶溶液液中中,用用醋醋酸酸酐酐来来乙乙酰酰化化而而制制造造的的。在在温温和和的的条条件件下下,仅仅能能得得到到完完全全乙乙酰酰化化和和未未乙乙酰化分子的混合物。酰化分子的混合物。在在酯酯化化之之前前,撕撕碎碎的的纤纤维维素素用用30-40%的的醋醋酸酸溶溶胀胀2-3h,此此时时由由于于反反应应放放热热,温温度度升升至至50。在在乙乙酰酰化化中中,伯伯羟羟基基首首先先被被硫硫酸酸酯酯化化,然然后后硫硫酸酸酯酯转化成醋
18、酸酯。此时仲乙酰基才开始转化。转化成醋酸酯。此时仲乙酰基才开始转化。(二二)纤维醋法酯纤维醋法酯(CAP)部分乙酰化的纤维素的酞酸酯,含乙酰基17.0%-26.0%,含酞酰基(C8H5O3)30.0%-36.0%,含游离的酞酸不得超过0.6%。CAP作为肠溶包衣材料。作为肠溶包衣材料。(三三)醋酸纤维素丁酸酯醋酸纤维素丁酸酯(CAB)制法与醋酸纤维素相似,其中部分乙酰基为丁酰基所代替。CAB可作为三醋酸纤维素的代用品。工业上用作心电图纸的表面涂料。4.4.2纤维素醚类纤维素醚类 纤维素醚是从碱纤维素制造的,因为碱能扩张纤维素的晶格,从而使纤维素的羟基易起反应。(一一)羧羧甲甲基基纤纤维维素素钠
19、钠(CMCNa)、交交联联羧羧甲甲基基纤纤维维素素钠钠(CCNa)和羧甲基纤维素钙和羧甲基纤维素钙(CMCCa)P105106制法及应用制法及应用(二二)甲基纤维素甲基纤维素MCP107(三三)乙基纤维素乙基纤维素ECP108110(四四)羟乙基纤维素羟乙基纤维素HECP110111(五五)羟羟丙丙基基纤纤维维素素(HPC)和和低低取取代代羟羟丙丙基基纤纤维维素素(L-HPC)P111112(六六)羟丙甲纤维素羟丙甲纤维素HPMCP1131144.4.3纤维素醚的酯类纤维素醚的酯类(一一)羟羟丙丙甲甲纤纤维维素素酞酞酸酸酯酯HPMCPP114115(二二)醋醋 酸酸 羟羟 丙丙 基基 甲甲 基
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 药用 天然 高分子材料
限制150内