药剂学第3章.ppt

第三章第三章 表面活性剂表面活性剂 内内 容容 提提 要要 表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料。是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料。本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、值、HLB值、值、Krafft点与昙点等）与测定方法点与昙点等）与测定方法等等。第一节第一节 概述概述 一、表面活性剂的概念一、表面活性剂的概念 表面活性剂表面活性剂(surfactant)是指那些具有很是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。下降的物质。表面张力：使液体表面分子向内收缩至表面张力：使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。最小面积的这种力。表面活性剂分子表面活性剂分子 二、表面活性剂的结构特点二、表面活性剂的结构特点 非极性烃链非极性烃链 极性基团极性基团 非极性烃链：非极性烃链：8个碳原子以上个碳原子以上烃链烃链 极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附。正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形力很显著，则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。成正吸附。三、表面活性剂的吸附性三、表面活性剂的吸附性 1.1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂分子在溶液中的正吸附 表面活性剂溶液与固体接触时，表面活表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变。固体表面性质发生改变。对于极性固体物质在表面活性剂浓度较对于极性固体物质在表面活性剂浓度较低时形成单层吸附，当其达到临界胶束低时形成单层吸附，当其达到临界胶束浓度时，转为双层吸附。对于非极性固浓度时，转为双层吸附。对于非极性固体，一般只发生单分子层吸附。体，一般只发生单分子层吸附。三、表面活性剂的吸附性三、表面活性剂的吸附性 2.2.表面活性剂在固体表面的吸附表面活性剂在固体表面的吸附 第二节第二节 表面活性剂的分类表面活性剂的分类 根据分子组成特点和极性基团的解离性根据分子组成特点和极性基团的解离性质：质：离子表面活性剂离子表面活性剂 非离子表面活性剂非离子表面活性剂 高分子表面活性剂和低分子表面活性剂高分子表面活性剂和低分子表面活性剂 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂 起表面活性作用的部分是阴离子。起表面活性作用的部分是阴离子。1、高级脂肪酸盐：、高级脂肪酸盐：通式：通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐脂肪酸盐 分类：一价金属皂分类：一价金属皂(钾、钠皂钾、钠皂)；二价或多价；二价或多价皂皂(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：具有良好的乳化能力，易被酸及多价性质：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。盐破坏，电解质使之盐析。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）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂 2、硫酸化物：、硫酸化物：通式：通式：R O SO3-M+分类：硫酸化油分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红硫酸化蓖麻油称土耳其红油油)；高级脂肪醇硫酸脂；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠)。性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和性质：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，润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂 3、磺酸化物：、磺酸化物：通式：通式：R SO3-M+分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。胆酸盐，如牛磺胆酸钠。性质：水溶性性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差物差,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用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂 起作用的是阳离子，亦称阳性皂。起作用的是阳离子，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。2.2.特点：特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。3.3.应用：应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。的消毒。4.4.常用药物：常用药物：苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)；苯扎；苯扎溴铵溴铵(新洁尔灭新洁尔灭)（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂 分子结构上同时具有正负电荷基团的表分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子可成阳或阴离子型。型。常用品种：常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。型两性离子型表面活性剂。最大优点：最大优点：适用于任何适用于任何PH溶液，在等电溶液，在等电点时也无沉淀。点时也无沉淀。性质：性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。（三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂 在水溶液中不解离。在水溶液中不解离。1.结构组成：结构组成：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)；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)；酯键、醚健酯键、醚健 2.性质：性质：毒性，溶血作用较小，化学上不毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，解离，不易受电解质，pH值的影响；能值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。内服、注射）。二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂（一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。酯。性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB34，表面活性弱。，表面活性弱。应用：主要用作应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。型辅助乳化剂。常用品种常用品种（二）多元醇型（二）多元醇型 1.1.蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，简称蔗糖酯，是蔗糖和脂是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。三酯及多酯。性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和性质：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油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸，和脂肪酸，HLB513，表面活性弱。，表面活性弱。应用：主要用作应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。型乳化剂、分散剂。常用品种常用品种 2.2.脂肪酸山梨坦：脂肪酸山梨坦：司盘类司盘类Spans 即脱水山梨醇脂肪酸酯即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其是山梨糖醇及其单酐和二酐单酐和二酐+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：应用：应用：HLB1.83.8，因其亲油性较强，一，因其亲油性较强，一般用作水般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。（二）多元醇型（二）多元醇型 Span-20-40-60-65-80-85 脂肪酸脂肪酸 单月桂单月桂 单棕榈单棕榈 单硬脂单硬脂 三硬脂三硬脂 单油单油 三油三油（二）多元醇型（二）多元醇型 Tween-20-40-60-65-80-85 脂肪酸脂肪酸 单月桂单月桂 单棕榈单棕榈 单硬脂单硬脂 三硬脂三硬脂 单单油油 三油三油 3.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Tweens(亲水亲水性化合物性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混。因也有一次和二次脱水，故为混合物。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：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类Myrj Myrj 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。通式：通式：R COO CH2(CH2O CH2)nCH2 OH 因因n不同，产品常用的有：不同，产品常用的有：Myri-45 -49 -51 -52 -53 应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油增溶剂和油/水型乳化剂。水型乳化剂。常用的有常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯聚氧乙烯40硬脂酸酯硬脂酸酯)。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型 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 O(CH2O CH2)nH 产品有产品有:1）苄泽类）苄泽类(Brij)，如，如Brij-30 和和-35分别为不同分子量的聚乙分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，二醇与月桂醇的缩合物，n为为10-20时作油时作油/水乳化剂水乳化剂。2）西土马哥）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3）平平加）平平加O(Perogol O)为为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。单位氧乙烯与油醇的缩合物。4）埃莫尔弗）埃莫尔弗(Emlphor)为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。Emlphor易溶于水易溶于水和醇及多种有机溶剂，和醇及多种有机溶剂，HLB1218，具有较强亲水性，乳，具有较强亲