《药用高分子材料》之药用合成高分子.ppt

药用高分子材料药用高分子材料 第五章第五章 药用合成高分子药用合成高分子 内容概要内容概要 聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子 聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子 聚醚类高分子聚醚类高分子 压敏胶材料压敏胶材料 有机杂原子高分子有机杂原子高分子 4.1 4.1 聚乙烯类高分子聚乙烯类高分子 一一 丙烯酸类均聚物和共聚物丙烯酸类均聚物和共聚物 (一一)聚丙烯酸和聚丙烯酸钠聚丙烯酸和聚丙烯酸钠 1、化学结构化学结构 聚丙烯酸聚丙烯酸 PAA（Polyacrylic Acid）结构式结构式 2 2、性质、性质 （1 1）溶解性）溶解性 PAAPAA易溶于水，乙醇、甲醇等极性溶剂易溶于水，乙醇、甲醇等极性溶剂 PAAPAA-NaNa溶于水，不溶于有机溶剂溶于水，不溶于有机溶剂 水中解离羧酸根阴离子大分子：水中解离羧酸根阴离子大分子：aOHaOH过量，钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多，大过量，钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多，大分子趋向卷曲构象状态，溶解度下降，溶液由澄明变分子趋向卷曲构象状态，溶解度下降，溶液由澄明变得浑浊得浑浊 （2 2）黏度和流变性）黏度和流变性 黏度黏度：分子链越舒展，黏度越大：分子链越舒展，黏度越大 流变性流变性：聚电解质效应，类似凝胶：聚电解质效应，类似凝胶 假塑性假塑性流体行为流体行为 聚合度越高聚合度越高 浓度越大浓度越大 越强越强 大分子吸附大分子吸附固体粒子固体粒子（）黏度和流变性（）黏度和流变性 黏性：黏性：黏度与构象有关黏度与构象有关 分子链越舒展，黏度越大分子链越舒展，黏度越大 PAA及及PAAa 水溶液水溶液 属阴离子聚电解质，羧酸根阴离子间静电斥力作用，大分子属阴离子聚电解质，羧酸根阴离子间静电斥力作用，大分子伸展，解离度越大链上电荷密度，黏度越大伸展，解离度越大链上电荷密度，黏度越大 黏度减小因素：黏度减小因素：降低降低p值或加入小分子盐值或加入小分子盐 本质：或本质：或a解离度下降，分子链卷曲，解离度下降，分子链卷曲，流体力学阻力下降，黏性减小流体力学阻力下降，黏性减小 （3 3）化学反应性）化学反应性 聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和，也可以被氨水、三乙醇胺、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烯酸生成三乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中和聚丙烯酸生成不溶性盐。不溶性盐。在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃等发生醋键结合并形成交联型水不溶性聚合物。等发生醋键结合并形成交联型水不溶性聚合物。（4 4）毒性）毒性 二者均无毒二者均无毒 3 3、应用、应用 分散剂分散剂 将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用，从而水中不沉淀，用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用，从而达到阻垢目的；达到阻垢目的；基质、增稠剂、增黏剂基质、增稠剂、增黏剂软膏、乳膏外用药剂或化妆品软膏、乳膏外用药剂或化妆品 现代制剂应用现代制剂应用 控释制剂控释制剂:PAA-壳聚糖离子复合物肽及蛋白质壳聚糖离子复合物肽及蛋白质 PAA聚乙烯醇、聚乙二醇可逆络合物聚乙烯醇、聚乙二醇可逆络合物 口服和黏膜制剂：口服和黏膜制剂：PAA聚乙烯醇聚乙烯醇 PAA羟丙甲纤维素羟丙甲纤维素 巴布膏剂压敏胶：巴布膏剂压敏胶：PAA聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇 （二）、交联聚丙烯酸钠（二）、交联聚丙烯酸钠 （1 1）制备）制备 丙烯酸钠聚合而成，呈胶冻状透明的弹性体丙烯酸钠聚合而成，呈胶冻状透明的弹性体 （2 2）性质）性质 高吸水性树脂材料，在水中不溶，但吸水膨胀高吸水性树脂材料，在水中不溶，但吸水膨胀 吸水机理：羧酸基团的亲水性，使其可吸引与之配对的可动离吸水机理：羧酸基团的亲水性，使其可吸引与之配对的可动离子和水分子，产生很高的渗透压，结构内外渗透压差和聚电子和水分子，产生很高的渗透压，结构内外渗透压差和聚电解质对水的亲和力，促使大量水迅速进入树脂内。解质对水的亲和力，促使大量水迅速进入树脂内。（3 3）应用）应用 外用软膏或乳膏的水性基质；巴布剂的基质的主要材料；外用软膏或乳膏的水性基质；巴布剂的基质的主要材料；医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂 （三）、卡波沫（三）、卡波沫 （一）来源（一）来源 是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物，按粘是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物，按粘度不同分为度不同分为 934 934、940 940、941 941 等规格，交联度不高，等规格，交联度不高，微弱交联微弱交联 化学结构：化学结构：CHCH2 2-CHCHn n CC3 3H H2 2 C C1212H H2121O O1212 m m COOHCOOH （二）性质（二）性质 1.1.性状性状 是一种吸湿性很强的白色松散粉末，微有特异臭味是一种吸湿性很强的白色松散粉末，微有特异臭味 2.2.溶解、溶胀及其凝胶特性溶解、溶胀及其凝胶特性 具有一定的亲水性，可分散于水，在水中迅速溶胀，具有一定的亲水性，可分散于水，在水中迅速溶胀，但不溶解，呈弱酸性，表现出很低的粘性。但不溶解，呈弱酸性，表现出很低的粘性。卡波沫常用无机碱和有机碱中和使用，中和后，增卡波沫常用无机碱和有机碱中和使用，中和后，增稠作用即时完成，呈水凝胶。稠作用即时完成，呈水凝胶。利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用，利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用，其机理是引入一个羟基给予体。其机理是引入一个羟基给予体。3.3.乳化及稳定作用乳化及稳定作用 一方面由于其分子中存在亲水、硫水部分，因而具有乳化一方面由于其分子中存在亲水、硫水部分，因而具有乳化作用作用;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，这是号均可采用，这是卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。4.4.稳定性稳定性 固态卡波沫较稳定固态卡波沫较稳定 宜中和后使用，中和后的聚合物凝胶在正常的条件下不会宜中和后使用，中和后的聚合物凝胶在正常的条件下不会水解、氧化水解、氧化 5.5.生物相容性生物相容性 （三）应用（三）应用 1.1.黏合剂、包衣材料黏合剂、包衣材料 用作颗粒剂和片剂的粘合剂，用作包衣材料具有衣层坚固、用作颗粒剂和片剂的粘合剂，用作包衣材料具有衣层坚固、细腻和滑润感好的特点。细腻和滑润感好的特点。2.2.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，具用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质，具有优良的流变学性质与增湿润滑能力，搽于皮肤表面具有特有优良的流变学性质与增湿润滑能力，搽于皮肤表面具有特别的细腻滑爽感，在皮肤上铺展良性良好别的细腻滑爽感，在皮肤上铺展良性良好.3.3.乳化剂、增稠剂和助悬剂乳化剂、增稠剂和助悬剂 卡波沫具有交联的网状结构卡波沫具有交联的网状结构,特别适合用作助悬剂特别适合用作助悬剂 4.4.缓控释材料缓控释材料 卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。本品可与碱性药物生成盐并形成可溶性凝胶发挥缓释本品可与碱性药物生成盐并形成可溶性凝胶发挥缓释、控释控释作用作用，特别适合与制备缓释液体制剂特别适合与制备缓释液体制剂，如滴眼剂如滴眼剂、滴鼻剂等滴鼻剂等，同时还可发挥掩味作用同时还可发挥掩味作用。5.5.黏膜黏附材料黏膜黏附材料 近年来常利用卡波沫制备粘膜粘附片剂以达到缓释效果，聚近年来常利用卡波沫制备粘膜粘附片剂以达到缓释效果，聚合物大分子链可以与粘膜糖蛋白大分子相互缠绕而维持常长合物大分子链可以与粘膜糖蛋白大分子相互缠绕而维持常长时间粘附作用，与一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好时间粘附作用，与一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好的效果。的效果。化学结构：化学结构：CHCH2 2 C C n1n1 CH CH2 2 C C n2n2 C=OC=O CHCH3 3 R R1 1 C=OC=O OROR2 2 OHOH （四）、丙烯酸树脂（四）、丙烯酸树脂 （1 1）来源）来源 实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸等单体按不同比例共聚而成的一大类聚合物等单体按不同比例共聚而成的一大类聚合物,在药剂领在药剂领域中常用的薄膜包衣材料域中常用的薄膜包衣材料.（2 2）性质）性质 1.1.玻璃化转化温度玻璃化转化温度 丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异，丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异，不同型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。不同型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。肠溶型肠溶型甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物TgTg在在160160以上以上 胃崩型胃崩型丙烯酸树脂的丙烯酸树脂的TgTg却低达一却低达一8 8 渗透型渗透型丙烯酸树脂的丙烯酸树脂的TgTg介于二者之间，约在介于二者之间，约在5555左右。左右。共混或加入增塑剂可以降低丙烯酸树脂的玻璃化转变温度，共混或加入增塑剂可以降低丙烯酸树脂的玻璃化转变温度，调节树脂的成膜性。调节树脂的成膜性。2.2.最低成膜温度最低成膜温度 最低成膜温度最低成膜温度(MFT)(MFT)指树脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形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限成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度限,在在MFTMFT以下，聚合以下，聚合物粒子不能发生熔合变形成膜。物粒子不能发生熔合变形成膜。在含有丙烯酸酯的树脂中，在含有丙烯酸酯的树脂中，丙烯酸酯比例越高，丙烯酸酯比例越高，MFTMFT越低。越低。3.3.机械性质机械性质 丙烯酸树脂能够在药上形成具有一定拉伸强度及柔性的独丙烯酸树脂能够在药上形成具有一定拉伸强度及柔性的独立薄膜立薄膜,主要依赖于分子中酯基与药片表面分子带电负性原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、分子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成子形成氢键、分子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成分的吸附。分的吸附。4.4.溶解性溶解性 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基团和水溶液pHpH。肠溶性树脂分子中的羧基比例越大，则需在肠溶性树脂分子中的羧基比例越大，则需在pHpH更高的溶液中更高的溶液中溶解溶解 胃崩型树脂和渗透性树脂中的酯基和季胺基在酸性和碱性环胃崩型树脂和渗透性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。境中均不解离，故不发生溶解。胃溶型树脂在胃酸环境溶解胃溶型树脂在胃酸环境溶解取决于其叔胺碱性基团。取决于其叔胺碱性基团。5.5.渗透性渗透性 虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶，但虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶，但季胺盐基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。具有很强的亲水性，使其具有一定的水渗透溶胀性质。季胺季胺基团比例越高，渗透性越大，故渗透型树脂分为高渗型和低基团比例越高，渗透性越大，故渗透型树脂分为高渗型和低渗型两类。渗型两类。胃崩型树脂胃崩型树脂结构中的酯链侧基，结构中的酯链侧基，具有一定疏水性，渗透具有一定疏水性，渗透性很小，性很小，单独应用在胃肠液中既不溶也不崩，必须添加适量单独应用在胃肠液中既不溶也不崩，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。于水分渗入。肠溶型树脂不溶解且对水分子的渗透有一定的抵抗作肠溶型树脂不溶解且对水分子的渗透有一定的