药剂学第三章表面活性剂课件.ppt
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1、药剂学第三章表面活性剂第1页,此课件共70页哦一、概念一、概念u界面:界面:物体相之间的交界面称为界面;物体相之间的交界面称为界面;u表面:表面:固体或液体与气体之间的界面通常固体或液体与气体之间的界面通常称为表面;称为表面;u液液-气、液气、液-液、固液、固-液、气液、气-固界面存在一定固界面存在一定的的界面张力界面张力或或表面张力表面张力;第一节第一节 表面活性剂表面活性剂第2页,此课件共70页哦u表表面面张张力力:使使液液体体表表面面分分子子向向内内收收缩缩至至最最小小面面积积的一种力。的一种力。u表面活性:表面活性:使液体表面张力降低的性质。使液体表面张力降低的性质。u表表面面活活性性
2、剂剂(surfactant):能能使使液液体体的的表表面面张张力力显著下降的物质。如肥皂水溶液。显著下降的物质。如肥皂水溶液。第3页,此课件共70页哦分子结构:分子结构:两亲分子两亲分子亲水基亲水基hydrophilic group憎水基憎水基hydrophobic group能显著降低水的表面张力能显著降低水的表面张力的物质为表面活性剂的物质为表面活性剂Surface Active Material表面活性剂表面活性剂-概念概念非表面活性剂无机盐,蔗糖,甘露醇非表面活性剂醇,醛,酸,酯表面活性剂肥皂浓度在0.2%时表面张力降至40第4页,此课件共70页哦结构特征:结构特征:两亲性两亲性,一端
3、为亲油的非极,一端为亲油的非极性烃链,性烃链,C数大于数大于8;另外一端为亲水的;另外一端为亲水的极性基团,羧酸,磺酸,氨基或胺基及极性基团,羧酸,磺酸,氨基或胺基及它们的盐。它们的盐。CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OSO3-1 Na+1第5页,此课件共70页哦 表面活性剂在溶液中的正吸附表面活性剂在溶液中的正吸附表表面面活活性性剂剂分分子子结结构构含含有有亲亲水水基基团团和和亲亲油油基基团团,当当被被溶溶于于水水中中时时,在在低低浓浓度度时时几几乎乎集集中中于于液液体体表表面面形形成成单单分分子子层层,其其亲亲水水基基团团插插入入水水中中,亲亲油油基
4、基团向空中。团向空中。表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附正吸附。第6页,此课件共70页哦表面活性剂在溶液中的正吸附表面活性剂在溶液中的正吸附 第7页,此课件共70页哦表面活性剂的表面活性剂的作用原理作用原理降低溶液表面张力的原理?降低溶液表面张力的原理?第8页,此课件共70页哦n分子间存在着一种较弱作用力,叫分子间力。分子间力源分子间存在着一种较弱作用力,叫分子间力。分子间力源于分子的极性。于分子的极性。n表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体表面张力是分子力的一种表现。它发生在液体和气体接触时的边界部分。接触时的边界部分。n极性大极性大分子
5、间力大分子间力大表面张力大表面张力大n表面活性剂:非极性部分代替了表面层液体分子表面活性剂:非极性部分代替了表面层液体分子(如水分子)(如水分子)表面层分子极性显著降低表面层分子极性显著降低分子分子间力减小间力减小表面张力降低表面张力降低第9页,此课件共70页哦通常,由于环境不同,处于界面的分子与通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为用力的合力为0,但在表面的一个水分子却,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引不如此。因上
6、层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。力。第10页,此课件共70页哦图解表面张力图解表面张力第11页,此课件共70页哦三、表面活性剂的种类三、表面活性剂的种类根据极性基团的解离性质进行分类:根据极性基团的解离性质进行分类:离离子子型型表表面面活活性性剂剂(阴阴离离子子型型活活性性剂剂;阳阳离离子子型型活性剂,两性离子型活
7、性剂,两性离子型);非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂。混合型的混合型的第12页,此课件共70页哦根据分子量大小进行分类根据分子量大小进行分类:低分子表面活性剂;低分子表面活性剂;高高分分子子表表面面活活性性剂剂如如海海藻藻酸酸钠钠、聚聚乙乙烯烯醇醇(PVA)、聚聚维维酮酮(PVP)、聚聚氧氧乙乙烯烯-聚聚氧氧丙丙烯烯共共聚聚物物(Poloxamer,Pluronic)等等 高高分分子子表表面面活活性性剂剂降降低低表表面面张张力力的的能能力力较较小小,增增溶溶能力和渗透力弱,乳化能力较强。能力和渗透力弱,乳化能力较强。第13页,此课件共70页哦(一一)阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂
8、起表面活性作用部分是阴离子,即带负电荷。起表面活性作用部分是阴离子,即带负电荷。1、肥皂类、肥皂类 通式:通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐。脂肪酸盐。分分类类:一一价价金金属属皂皂(钾钾、钠钠皂皂);二二价价或或多多价价皂皂(铅铅、钙钙、铝铝皂皂);有机胺皂有机胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂)。性性质质:具具有有良良好好的的乳乳化化能能力力,易易被被酸酸及及多多价价盐盐破破坏坏,电电解解质使之盐析。质使之盐析。应用:具有一定的刺激性,只供外用。应用:具有一定的刺激性,只供外用。一 离子表面活性剂第14页,此课件共70页哦2、硫酸化物、硫酸化物 通式:通式:ROSO3-M+硫酸化油,高级脂肪醇硫
9、酸脂类。硫酸化油,高级脂肪醇硫酸脂类。分分类类:硫硫酸酸化化油油(硫硫酸酸化化蓖蓖麻麻油油称称土土耳耳其其红红油油);硫酸化脂肪醇脂硫酸化脂肪醇脂(十二烷基硫酸钠,十二烷基硫酸钠,SDS,SLS)。性性质质:可可与与水水混混溶溶,为为无无刺刺激激的的去去污污剂剂和和润润湿湿剂剂;乳乳化化性性很很强强,稳稳定定、耐耐酸酸、钙钙,易易与与一一些些大大分分子子阳阳离离子子药药物物发生沉淀。发生沉淀。应应用用:代代替替配配皂皂洗洗涤涤皮皮肤肤;有有一一定定刺刺激激性性,用用于于外用软膏的乳化剂。外用软膏的乳化剂。第15页,此课件共70页哦3、磺酸化物、磺酸化物 通式:通式:RSO3-M+分分类类:脂脂
10、肪肪族族磺磺酸酸化化物物,如如二二辛辛琥琥珀珀酸酸脂脂磺磺酸酸钠钠;烷烷基基芳芳基基磺磺酸酸化化物物,如如十十二二烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠,常常用用洗洗涤涤剂剂;烷烷基基苯苯磺磺酸酸化化物物;胆酸盐,如牛磺胆酸钠。胆酸盐,如牛磺胆酸钠。性质:性质:水溶性水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,不易水解。不易水解。应应用用:用用作作胃胃肠肠脂脂肪肪的的乳乳化化剂剂和和单单脂脂肪肪酸酸甘甘油油酸酸的的增增溶溶剂剂;较好的洗涤剂。较好的洗涤剂。第16页,此课件共70页哦(二二)阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂 起作用的是阳离子称阳性皂。起作用的是阳离子称阳性皂。1、结构
11、:含有一个五价氮原子。、结构:含有一个五价氮原子。2、特点:良好的表面活性,很强的杀菌作用。、特点:良好的表面活性,很强的杀菌作用。3、应用:杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。、应用:杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。4、常常用用品品种种:苯苯扎扎氯氯铵铵(洁洁尔尔灭灭):常常用用浓浓度度0.01-0.02%杀杀菌力强稳定可降低溶液的表面张力。菌力强稳定可降低溶液的表面张力。苯扎溴铵苯扎溴铵(新洁尔灭新洁尔灭)第17页,此课件共70页哦(三三)两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂分子上同时具有正负电荷的表面活性剂,分子上同时具有正负电荷的表面活性剂,随介质的随介质的pH可成阳或阴离
12、子型。可成阳或阴离子型。分类及常用品种分类及常用品种卵磷脂:卵磷脂:天然的,注射用乳天然的,注射用乳剂和脂质体的主要辅剂和脂质体的主要辅料。料。氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂:氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂:合成合成的。的。第18页,此课件共70页哦最最大大优优点点:适适用用于于任任何何pH溶溶液液,在在等等电电点时也无沉淀。点时也无沉淀。性质:性质:碱碱性性水水溶溶液液中中呈呈阴阴离离子子性性质质,起起泡泡性性良良好好、去去污污力力亦亦强强;酸酸性性水水溶溶液液中中呈呈阳阳离离子性质,杀菌力很强,毒性小。子性质,杀菌力很强,毒性小。第19页,此课件共70页哦二二 非离子型表面
13、活性剂非离子型表面活性剂 在水溶液中不是解离状态故称之。在水溶液中不是解离状态故称之。1、结结构构组组成成:亲亲水水基基团团(甘甘油油、聚聚乙乙二二醇醇、山山梨梨醇醇);亲亲油油基基团团(长长链链脂脂肪肪酸酸、长长链链脂脂肪肪醇醇、烷烷基基或或芳芳基基);酯酯键键、醚健。醚健。2、性性质质:毒毒性性、溶溶血血作作用用较较小小,化化学学上上不不解解离离,不不易易受受电电解解质质、pH值值的的影影响响;能能与与大大多多数数药药物物配配伍伍,应应用用广广泛泛(外外用用、内内服、个别可注射服、个别可注射)。3、亲水亲油平衡值:、亲水亲油平衡值:HLB小,亲脂性强。小,亲脂性强。第20页,此课件共70页
14、哦脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯脂肪酸山梨坦(司盘、脂肪酸山梨坦(司盘、Span)聚山梨酯(吐温、聚山梨酯(吐温、Tween)聚氧乙烯脂肪酸酯(卖泽、聚氧乙烯脂肪酸酯(卖泽、Myrij)聚氧乙烯脂肪醇醚(苄泽、聚氧乙烯脂肪醇醚(苄泽、Brij)聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(泊洛沙姆、聚氧丙烯共聚物(泊洛沙姆、Poloxamer)商品商品 名为普朗尼克(名为普朗尼克(Pluronic)4非离子表面活性剂主要用作主要用作W/O型辅助型辅助乳化剂乳化剂HLB值:值:1.88.6 W/O型乳化剂型乳化剂HLB值:值:8增溶剂、润湿剂、增溶剂、润湿剂、O/W型乳化剂型乳化剂HLB值较高,值较高,作增溶剂、
15、作增溶剂、O/W型乳化型乳化剂剂Poloxamer188系系O/W型型乳化剂,可用于静脉乳剂乳化剂,可用于静脉乳剂 第21页,此课件共70页哦脂肪酸山梨坦:脂肪酸山梨坦:司盘类司盘类Span,即脱水山梨醇脂肪酸酯即脱水山梨醇脂肪酸酯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Spans(混合物混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为:根据脂肪酸品种数量不同分为:应应用用:HLB 1.83.8,因因其其亲亲油油性性较较强强,一一般般用用作作W/O乳乳剂剂的的乳乳化化剂剂。用用于于搽搽剂剂,软软膏膏,亦亦可可作作为为乳乳剂剂的的辅辅助助乳乳化化剂。剂。酸碱酶的作用下易水解。酸碱酶的
16、作用下易水解。Span-20-40-6065-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油 第22页,此课件共70页哦聚山梨酯聚山梨酯(polysorbate):吐温吐温Tweens:即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯脱脱水水山山梨梨醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯+环环氧氧乙乙烷烷Tweens(亲亲水水性性化化合合物物),有有一一次次和和二二次次脱脱水水,故故为为混合物。混合物。脂肪酸品种和数量不同分为:脂肪酸品种和数量不同分为:应应用用:亲亲水水性性大大大大增增加加,一一般般用用作作O/W乳乳剂剂的的乳乳化化剂剂,用用作作增增溶溶剂剂、分散剂和润湿剂。分散剂和润湿剂。HLB值
17、值:8-16.吐吐温温类类由由于于聚聚氧氧乙乙烯烯基基的的存存在在易易与与尼尼泊泊金金、洁洁尔尔灭灭、苯苯甲甲酸酸等防腐剂络合而失活。等防腐剂络合而失活。酸碱酶的作用下易水解。酸碱酶的作用下易水解。Tween-20-40-6065-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油 第23页,此课件共70页哦第24页,此课件共70页哦第二节第二节 表面活性剂的基本特性表面活性剂的基本特性一、胶束一、胶束(micelles)溶溶液液的的表表面面正正吸吸附附达达到到饱饱和和后后,当当溶溶液液内内表表面面活活性性剂剂分分子子数数目目不不断断增增加加时时,分分子子转转入入溶溶液液中中,其其疏疏水水部部分
18、分相相互互吸吸引引,缔缔合合在在一起。一起。表表面面活活性性剂剂分分子子自自身身依依靠靠范范德德华华力力相相互互聚聚集集,形形成成亲亲油油基基向向内内,亲亲水水基基向向外外,在在水水相相中中温温度度分分散散,大大小小在在胶胶体体粒子范围的缔合体,称为胶束。粒子范围的缔合体,称为胶束。第25页,此课件共70页哦临临界界胶胶束束浓浓度度(critical micell concentration,CMC):表面活性剂形成胶束的最低浓度表面活性剂形成胶束的最低浓度。CMC与物质的结构、组成有关。与物质的结构、组成有关。亲水基相同,亲油基越大,亲水基相同,亲油基越大,CMC越小。越小。第26页,此课件
19、共70页哦临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration)表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大C CMC溶液中的分子的憎水基溶液中的分子的憎水基相互吸引,分子自发聚相互吸引,分子自发聚集,形成球状、层状胶集,形成球状、层状胶束,将憎水基埋在胶束束,将憎水基埋在胶束内部内部第27页,此课件共70页哦胶体溶液的性质第28页,此课件共70页哦胶束的结构胶束的结构球形:球形:碳氢链无序缠绕形成疏水内核,与亲水碳氢链无序缠绕形成疏水内核,与亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层,亲水基基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层,亲水基分布在球状胶束表面发生一定程度的水合作用。
20、分布在球状胶束表面发生一定程度的水合作用。对离子型表面活性剂,其反离子吸附在胶束表对离子型表面活性剂,其反离子吸附在胶束表面。面。棒形:棒形:表面活性剂浓度继续增加的结果,具表面活性剂浓度继续增加的结果,具有一定柔顺性。有一定柔顺性。六角束状六角束状:浓度再增加。:浓度再增加。层状层状:浓度再大,呈液晶状。:浓度再大,呈液晶状。第29页,此课件共70页哦第30页,此课件共70页哦胶束的结构胶束的结构第31页,此课件共70页哦第32页,此课件共70页哦二、亲水亲油平衡值二、亲水亲油平衡值HLB(一一)定定义义:HLB(hydrophile-lipophile balance)系系表表面面活活性性
21、剂剂中中亲亲水水和和亲亲油油基基团团对对油油或或水水的的综综合合亲亲合合力力,是是用用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。(二二)数数值值范范围围:HLB 040,其其中中非非离离子子表表面面活活性性剂剂HLB020,即即石石蜡蜡为为0,聚聚氧氧乙乙烯烯为为20,十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠为钠为40。第33页,此课件共70页哦第34页,此课件共70页哦三三 特性与应用特性与应用亲亲水水性性表表面面活活性性剂剂的的HLB高高;亲亲油油性性表表面面活活性性剂的剂的HLB低,低,HLB值在值在36的表面活性剂适合作的表面活性剂适合作W/O型乳化剂;型乳化剂
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- 药剂学 第三 表面活性剂 课件
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