第二章药物溶液的形成理论.ppt
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1、第二章药物溶液的形成理论现在学习的是第1页,共57页目目录录135药用溶剂的种类及性质药用溶剂的种类及性质药物的溶解度与溶出速度药物的溶解度与溶出速度药物溶液的性质与测定方法药物溶液的性质与测定方法现在学习的是第2页,共57页内内 容容 提提 要要 l药物溶液的形成是制备液体制剂的基础,药用溶药物溶液的形成是制备液体制剂的基础,药用溶剂的选择有一定的要求。尤其是注射用非水溶剂,剂的选择有一定的要求。尤其是注射用非水溶剂,其种类、用量均受限制。药物的溶解性是决定能其种类、用量均受限制。药物的溶解性是决定能否形成溶液剂的首要条件。否形成溶液剂的首要条件。l因此,本章对药物在溶剂中的溶解度及其影响因
2、因此,本章对药物在溶剂中的溶解度及其影响因素、增溶方法、测定方法等进行了讨论;药物溶素、增溶方法、测定方法等进行了讨论;药物溶液的性质必须满足药用部位的要求,渗透压、液的性质必须满足药用部位的要求,渗透压、pH、pKa、表面张力、粘度、澄明度等是液体制剂的表面张力、粘度、澄明度等是液体制剂的重要质量指标。重要质量指标。l结合药典的要求对其测定方法及原理作简要说明,结合药典的要求对其测定方法及原理作简要说明,而有些内容在其它相关章节里进行介绍。而有些内容在其它相关章节里进行介绍。现在学习的是第3页,共57页第一节第一节 药用溶剂的种类和性质药用溶剂的种类和性质药物溶液的形成是制备液体制剂的基础,
3、药物溶液的形成是制备液体制剂的基础,以溶液状态使用的制剂:以溶液状态使用的制剂:l注射剂;注射剂;l内服的有:合剂、芳香水剂、糖浆剂、溶内服的有:合剂、芳香水剂、糖浆剂、溶液剂和酊剂等;液剂和酊剂等;l外用的有:洗剂、搽剂、灌肠剂、含漱剂、外用的有:洗剂、搽剂、灌肠剂、含漱剂、滴耳剂、滴鼻剂等;滴耳剂、滴鼻剂等;l高分子溶液高分子溶液现在学习的是第4页,共57页一、药用溶剂的种类一、药用溶剂的种类(一)水(一)水l水是常用的极性溶剂,其理化性质稳定,水是常用的极性溶剂,其理化性质稳定,有很好的生理相容性,根据制剂的需要有很好的生理相容性,根据制剂的需要制成注射用水、纯化水与制药用水使用。制成注
4、射用水、纯化水与制药用水使用。(二)非水溶剂(二)非水溶剂l醇类与多元醇;醚类;酰胺类;酯类;醇类与多元醇;醚类;酰胺类;酯类;植物油类;亚砜类。植物油类;亚砜类。现在学习的是第5页,共57页l1.醇醇类类如如乙乙醇醇、丙丙二二醇醇、甘甘油油、1,3-丁丁二二醇醇、异异丙丙醇醇、聚聚乙乙二二醇醇-200、-300、-400、-600、苯苯甲甲醇醇等等。这这类类溶溶剂剂多多数能与水混合。数能与水混合。l2.二二氧氧戊戊环环类类如如甲甲醛醛缩缩甘甘油油、4-羟羟甲甲基基-1,3二二氧氧戊戊环环、5-羟基羟基-1,3二氧戊环等,能与水、乙醇、酯类混合。二氧戊环等,能与水、乙醇、酯类混合。l3.醚醚类
5、类如如四四氢氢糠糠醛醛聚聚乙乙二二醇醇醚醚、二二乙乙二二醇醇二二甲甲基基醚醚,能能与与水水混混合合,并溶于乙醇、甘油。并溶于乙醇、甘油。l4.酰酰胺胺类类如如二二甲甲基基甲甲酰酰胺胺、二二甲甲基基乙乙酰酰胺胺、正正-(羟羟乙乙基基)乳乳酰酰胺胺、N,N-二二乙乙基基乳乳酰酰胺胺、N,N-二二乙乙基基吡吡啶啶酰酰胺胺等等,能能与与水水混混合,易溶于乙醇中。合,易溶于乙醇中。现在学习的是第6页,共57页l5.酯酯类类如如三三醋醋酸酸甘甘油油酯酯、乳乳酸酸乙乙酯酯、油油酸酸乙乙酯酯、乙酰丙酸丁酯、苯甲酸苄酯、肉豆蔻酸异丙酯等。乙酰丙酸丁酯、苯甲酸苄酯、肉豆蔻酸异丙酯等。l6.植植物物油油类类如如豆豆
6、油油、玉玉米米油油、芝芝麻麻油油、花花生生油油、红红花油等,作为油性制剂与乳剂的油相。花油等,作为油性制剂与乳剂的油相。l7.亚砜类亚砜类如二甲基亚砜,能与水、乙醇混溶。如二甲基亚砜,能与水、乙醇混溶。现在学习的是第7页,共57页二、药用溶剂的性质二、药用溶剂的性质l溶剂的极性直接影响药物的溶解度。溶剂的极性大小溶剂的极性直接影响药物的溶解度。溶剂的极性大小常以常以介电常数介电常数和和溶解度参数溶解度参数的大小来衡量。的大小来衡量。(一)介电常数(一)介电常数(dielectricconstant)l溶剂的介电常数表示在溶液中将相反电荷分开的能力,溶剂的介电常数表示在溶液中将相反电荷分开的能力
7、,它反映溶剂分子的极性大小。它反映溶剂分子的极性大小。l介电常数借助电容测定仪,通过测定溶剂的电容值介电常数借助电容测定仪,通过测定溶剂的电容值C求求得:得:=C/C=C/C0 0l介电常数大的溶剂的极性大,介电常数小的极性小。介电常数大的溶剂的极性大,介电常数小的极性小。C0电容器在真电容器在真空时的电容值,空时的电容值,常以空气为介质常以空气为介质测得的电容值代测得的电容值代替,通常测空气替,通常测空气的介电常数接近的介电常数接近于于1。现在学习的是第8页,共57页一些溶剂的介电常数(一些溶剂的介电常数(20)溶剂溶剂介电常数介电常数溶剂溶剂介电常数介电常数H2SO4110C4H9OH17
8、.8HCONH2109C5H5N12.5H2O80.4ClCH2CH2Cl10.65HCOOH57.9CH3COOH6.15H2NNH253.0C6H5Cl5.71HCON(CH3)237.6CHCl35.00CH3OH33.6C6H62.28C2H5OH25.1CCl42.24CH3COCH321.2n-C6H141.89(CH3CO)2O20.0没有啊没有啊没有啊没有啊没有啊没有啊现在学习的是第9页,共57页物质的溶解性与溶剂介电常数物质的溶解性与溶剂介电常数溶溶剂剂的的介介电电常常数(近似值)数(近似值)溶剂溶剂溶质溶质极极80水水无机盐无机盐,有机盐有机盐水水性性50二醇类二醇类糖糖,
9、鞣质肥鞣质肥溶溶递递30甲醇甲醇,乙醇乙醇蓖麻油蓖麻油,蜡蜡性性减减20醛醛,酮酮,氧化物氧化物树脂树脂,挥发油挥发油递递5己己烷烷,苯苯,四四氯氯化化碳碳,乙乙醚醚,石油醚石油醚脂脂肪肪,石石蜡蜡,烃烃类类,汽油汽油减减0矿物油矿物油,植物油植物油现在学习的是第10页,共57页二、药用溶剂的性质二、药用溶剂的性质l溶解度参数是溶解度参数是表示同种分子间的内聚力,也是表示同种分子间的内聚力,也是表示分子极性大小的一种量度。溶解度参数越大,表示分子极性大小的一种量度。溶解度参数越大,极性越大。极性越大。(二)溶解度参数(二)溶解度参数(solubilityparameter)Ei是分子间的内聚能
10、;是分子间的内聚能;Vi是物质在液态时的摩尔体是物质在液态时的摩尔体积;积;是溶解度参数。是溶解度参数。Hv是摩尔气化热;是摩尔气化热;R是摩尔气是摩尔气体常数;体常数;T是热力学温度。是热力学温度。l两组分的溶解度参数越接近,他们越能互溶。两组分的溶解度参数越接近,他们越能互溶。i=(Ei/Vi)1/2;Ei=Hv-RT;i=(Hv-RT)/Vi1/2由于整个生物膜的由于整个生物膜的 i平均值平均值(21.070.82与正辛醇的与正辛醇的 i值值(21.07)接近,因而正接近,因而正辛醇常用来模拟生物膜辛醇常用来模拟生物膜相求分配系数的一种溶相求分配系数的一种溶剂。剂。现在学习的是第11页,
11、共57页一些溶剂与药物的溶解度参数一些溶剂与药物的溶解度参数液体液体V/cm3/mol/J1/2/cm3/2正己烷正己烷131.614.93乙醚乙醚104.815.75环己烷环己烷108.716.77四氯化碳四氯化碳97.117.80甲苯甲苯106.818.20乙酸乙酯乙酸乙酯98.518.20苯苯89.418.61氯仿氯仿80.719.02现在学习的是第12页,共57页丙酮丙酮74.020.04二硫化碳二硫化碳60.020.46正丁醇正丁醇91.523.11正辛醇正辛醇157.721.07醋酸醋酸57.626.59乙醇乙醇58.526.59甲醇甲醇40.729.66二甲基亚砜二甲基亚砜71.
12、326.591,2-丙二醇丙二醇73.630.27甘油甘油73.336.20水水18.047.86现在学习的是第13页,共57页一些药物的摩尔体积与溶解度参数一些药物的摩尔体积与溶解度参数一些药物的摩尔体积与溶解度参数一些药物的摩尔体积与溶解度参数晶体晶体V/cm3/mol/J1/2/cm3/2苯甲酸苯甲酸10421.89咖啡因咖啡因14428.84对羟基苯甲酸甲酯对羟基苯甲酸甲酯14524.14萘萘12319.64苯巴比妥苯巴比妥13725.77磺胺嘧啶磺胺嘧啶18225.57甲苯磺丁脲甲苯磺丁脲22922.30现在学习的是第14页,共57页第二节第二节 药物溶解度与溶出速度药物溶解度与溶出
13、速度l溶解度溶解度(solubility)系指在一定温度(气体在一定压力)系指在一定温度(气体在一定压力)下,在一定溶剂中达饱和时溶解的最大药量,是反映药下,在一定溶剂中达饱和时溶解的最大药量,是反映药物溶解性的重要指标。物溶解性的重要指标。l有两种表示方法:有两种表示方法:1.溶解度常用一定温度下溶解度常用一定温度下100g溶剂中(或溶剂中(或100g溶液或溶液或100ml溶液)溶解溶质的最大克数来表示;溶液)溶解溶质的最大克数来表示;2.溶解度也可用物质的摩尔浓度溶解度也可用物质的摩尔浓度mol/L表示。表示。一、药物的溶解度一、药物的溶解度药物溶解度有七种提法:药物溶解度有七种提法:极易
14、溶解、易溶、溶解、极易溶解、易溶、溶解、略溶、微溶、极微溶解、略溶、微溶、极微溶解、几乎不溶或不溶。几乎不溶或不溶。(一)药物溶解度的表示方法(一)药物溶解度的表示方法现在学习的是第15页,共57页例例如如咖咖啡啡因因在在20水水溶溶液液中中溶溶解解度度为为1.46%,即即表表示示在在100g水水中中溶溶解解1.46g咖咖啡啡因因时时溶溶液液达达到到饱饱和和。各各国国药药典典中中常常以以近近似似溶溶解解度度的的术术语语(如如,1g药药物物所所需需溶溶剂剂量量ml)表表示示:极极易易溶溶解解(1:1);易易溶溶(1:10);溶溶解解(1:30);略略溶溶(1:100);微微溶溶(1:1000);
15、极极微微溶溶(1:10000);不溶;不溶(1:10000)。药药物物的的溶溶解解度度数数据据可可查查阅阅各各国国药药典典、默默克克索索引引(TheMerkIndex)、专专门门性性的的溶溶解解度度手手册册等等。对对一一些些查查不不到的药物溶解度数据,就需要通过实验测定。到的药物溶解度数据,就需要通过实验测定。现在学习的是第16页,共57页(二)溶解度的测定方法(二)溶解度的测定方法1.1.药物的特性溶解度及测定方法药物的特性溶解度及测定方法l药物的特性溶解度药物的特性溶解度(intrinsicsolubility)是指药是指药物不含任何杂质,在溶剂中不发生解离或缔物不含任何杂质,在溶剂中不发
16、生解离或缔合,也不发生相互作用时所形成饱和溶液的合,也不发生相互作用时所形成饱和溶液的浓度,是药物的重要物理参数之一。浓度,是药物的重要物理参数之一。l对新化合物而言更有意义。对新化合物而言更有意义。现在学习的是第17页,共57页1.1.药物的特性溶解度及测定方法药物的特性溶解度及测定方法l特性溶解度的测定是根据相溶原理图来确特性溶解度的测定是根据相溶原理图来确定的。具体方法:定的。具体方法:在测定数份不同程度过饱和溶液的情况下,在测定数份不同程度过饱和溶液的情况下,将配制将配制好的溶液恒温持续振荡达到溶解平衡,离心好的溶液恒温持续振荡达到溶解平衡,离心或过滤后,取出上清液并作适当稀释,测定或
17、过滤后,取出上清液并作适当稀释,测定药物在饱和溶液中的浓度。以测得药物溶液药物在饱和溶液中的浓度。以测得药物溶液浓度为纵坐标,药物质量浓度为纵坐标,药物质量-溶剂体积的比率为溶剂体积的比率为横坐标作图,直线外推到比率为零处即得药横坐标作图,直线外推到比率为零处即得药物的特性溶解度。物的特性溶解度。现在学习的是第18页,共57页直线直线1表明药物解离或缔合,杂质增溶;直线表明药物解离或缔合,杂质增溶;直线2表明药物纯表明药物纯度高,无解离与缔合,无相互作用;直线度高,无解离与缔合,无相互作用;直线3表明存在盐析或离表明存在盐析或离子效应。子效应。特性溶解度测定曲线特性溶解度测定曲线现在学习的是第
18、19页,共57页2.2.药物的平衡溶解度及测定方法药物的平衡溶解度及测定方法l药物的溶解度数值多是平衡溶解度,测药物的溶解度数值多是平衡溶解度,测量的具体方法是:量的具体方法是:取数份药物,配制从不饱和溶液到取数份药物,配制从不饱和溶液到饱和溶液的系列溶液,置恒温条件下振饱和溶液的系列溶液,置恒温条件下振荡至平衡,经滤膜过滤,取滤液分析,荡至平衡,经滤膜过滤,取滤液分析,测定药物在溶液中的实际浓度测定药物在溶液中的实际浓度S并对配制并对配制溶液浓度溶液浓度C作图,图中曲线的转折点作图,图中曲线的转折点A,即为该药物的平衡溶解度。即为该药物的平衡溶解度。现在学习的是第20页,共57页平衡溶解度的
19、测定曲线平衡溶解度的测定曲线C00S0SA现在学习的是第21页,共57页注意事项:注意事项:l无论测定哪种溶解度都需在低温无论测定哪种溶解度都需在低温(45)和体温()和体温(37)两种条件下进)两种条件下进行;行;l如考察稳定性对溶解度的影响,应使用如考察稳定性对溶解度的影响,应使用酸性和碱性两种溶剂系统;酸性和碱性两种溶剂系统;l应恒温搅拌并考虑药物达到溶解平衡的应恒温搅拌并考虑药物达到溶解平衡的时间;时间;l取样温度与测试温度应一致,并滤除未取样温度与测试温度应一致,并滤除未溶的药物。溶的药物。现在学习的是第22页,共57页1.1.药物溶解度与分子结构药物溶解度与分子结构相似相溶相似相溶
20、l氢键对药物的溶解度影响较大氢键对药物的溶解度影响较大药物分子与溶剂(极性)分子的氢键药物分子与溶剂(极性)分子的氢键l有机弱酸弱碱药物制成可溶性盐可增加其溶解度。有机弱酸弱碱药物制成可溶性盐可增加其溶解度。l难溶性药物分子中引入亲水基团可增加在水中的溶难溶性药物分子中引入亲水基团可增加在水中的溶解度。解度。(三)影响药物溶解度的因素及(三)影响药物溶解度的因素及 增加药物溶解度的方法增加药物溶解度的方法溶溶解解度度药物分子形成分药物分子形成分子内氢键子内氢键极性溶剂中的溶解度极性溶剂中的溶解度非极性溶剂中的溶解度非极性溶剂中的溶解度现在学习的是第23页,共57页2.2.溶剂化作用和水合作用溶
21、剂化作用和水合作用l药物离子的水合作用与离子性质有关,药物离子的水合作用与离子性质有关,阳离子和水之间的作用力很强,一般单阳离子和水之间的作用力很强,一般单价阳离子结合价阳离子结合4个水分子。个水分子。l药物的溶剂化会影响药物在溶剂中的溶药物的溶剂化会影响药物在溶剂中的溶解度。解度。现在学习的是第24页,共57页l晶型不同,导致晶格能不同,药物的熔晶型不同,导致晶格能不同,药物的熔点、溶解速度、溶解度等也不同。点、溶解速度、溶解度等也不同。l无定型的溶解度和溶解速度比结晶型的无定型的溶解度和溶解速度比结晶型的大。大。3.3.多晶型的影响多晶型的影响现在学习的是第25页,共57页l在多数情况下,
22、溶解度和溶解速度按水在多数情况下,溶解度和溶解速度按水合物合物无水物无水物0,还是放热,还是放热Hs0时,时,溶解度随温度升高而升高;如果溶解度随温度升高而升高;如果Hs0时,时,溶解度随温度升高而降低。溶解度随温度升高而降低。l药物溶解过程中,溶解度与温度关系式为药物溶解过程中,溶解度与温度关系式为:lnS2/S1=Hs/R(1/T1-1/T2)式中:式中:S1、S2分别在温度分别在温度T1和和T2下的溶解度;下的溶解度;Hs溶解焓,溶解焓,J/mol;R摩尔气体常数。摩尔气体常数。现在学习的是第30页,共57页(1)pHpH值的影响值的影响 有机弱酸、弱碱及其有机弱酸、弱碱及其盐类在水中的
23、溶解度受盐类在水中的溶解度受pHpH值影响很大。值影响很大。弱酸:弱酸:p pH Hm m=p pK Ka a+lg(S-S+lg(S-S0 0/S/S0 0)弱碱:弱碱:p pH Hm m=p pK Ka a+lg(S+lg(S0 0/S-S/S-S0 0)7.pH7.pH值与同离子效应值与同离子效应(2 2)同离子效应)同离子效应 若药物的解离型或盐型是限若药物的解离型或盐型是限制溶解的组分,则其在溶液中的相关离子的制溶解的组分,则其在溶液中的相关离子的浓度是影响该药物溶解度大小的决定因素。浓度是影响该药物溶解度大小的决定因素。l一般向难溶性盐类饱和溶液中,加入含有相同离子一般向难溶性盐类
24、饱和溶液中,加入含有相同离子化合物时,其溶解度降低。化合物时,其溶解度降低。弱酸沉淀析出的弱酸沉淀析出的pH弱酸溶解时的最高弱酸溶解时的最高pH现在学习的是第31页,共57页l混合溶剂是指能与水任意比例混合、与水混合溶剂是指能与水任意比例混合、与水分子能以成氢键结合、能增加难溶性药物分子能以成氢键结合、能增加难溶性药物溶解度的那些溶剂。如乙醇、甘油、丙二溶解度的那些溶剂。如乙醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇等可与水组成混合溶剂。醇、聚乙二醇等可与水组成混合溶剂。l药物在混合溶剂中的溶解度,与混合溶剂药物在混合溶剂中的溶解度,与混合溶剂的种类、混合溶剂中各溶剂的比例有关。的种类、混合溶剂中各溶剂的比例
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