药剂学--第4章-表面活性剂2要点.ppt

1 第四章：表面活性剂 2 冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。面活性剂，人也没有了。英国著名界面化学家英国著名界面化学家Ckint 3 4 5 6 打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，液体泡沫。液体泡沫。面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫固体泡沫 7 增稠剂增稠剂 乳化剂乳化剂 色素色素 甜味素甜味素 8 本章主要内容本章主要内容:第一节第一节 表面现象与表面活性剂表面现象与表面活性剂 第二节第二节 表面活性剂的应用表面活性剂的应用 9 目的和要求目的和要求 1.掌握掌握表面活性剂表面活性剂的的概念和结构特征概念和结构特征。2.熟悉表面活性剂的分类。熟悉表面活性剂的分类。3.掌握掌握亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB)的计算的计算和应用。和应用。4.理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用。理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用。10 一：界面，表面和界面现象，表面现象的含义(熟）你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？11“泡”就是由液体薄膜包围着气体。泡沫的形成及其稳定性泡沫的形成及其稳定性“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。12 界面，表面和界面现象，表面现象的含义 界面：是指物质的相与相之间的交界面。相：指体系中物理和化学性质均匀的部分,相与相之间有明显的界面。你知道物质有哪三个相呢？固相，液相，气相，三个相 常见的界面有：常见的界面有：气气-液液界面，界面，气气-固固界面，界面，液液-液液界面，界面，液液-固固界面，界面，固固-固固界面。界面。13 14 气气-固界面固界面 15 液液-液界面液界面 16 液液-固界面固界面 17 固-固界面 18 表面与界面的区别.表面现象 通常将气一固，气一液界面称为表面！若其中一相为气体，这种界面通常称为若其中一相为气体，这种界面通常称为表面表面。但由于历史的原因但由于历史的原因,表面与界面常常混用常常混用 表面现象：是指在物质相与相之间的表面（界面）上，由于表面分子与内部分子性质的差异，而产生的一系列物理化学现象。19 表面现象在药物制剂的生产及机体对药物的吸收过程中随处可见 乳状液和混悬液型的液体药剂制备过程中遇到的粒子大小、表面能大小、吸附性能、带电情况等都是界面现象或表面现象问题 皮肤给药的透皮吸收、难溶性药物的胃肠道释放和吸收等均与表面（界面）现象有关 20 说一说，一杯水有几个表面，有几个界面，在水中倒入一种不相混溶的液体（油），此时，有几个表面和几个界面？你知道雨滴为什么是球形的吗？21 表面张力与界面张力 表面张力：一种使表面分子具有一种使表面分子具有向内运向内运动动的趋势，并使表面自动收缩至最小面的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。积的力。现在你能说出为什么雨滴是球形的吗？现在你能说出为什么雨滴是球形的吗？雨滴下落过程受到空气阻力发生形变，雨滴下落过程受到空气阻力发生形变，不再保持球形，而成为针状不再保持球形，而成为针状 22 你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？肥皂能让水的表面张力变小到纯水的1/3，并且帮助泡泡的薄膜保持稳定。不能用纯水吹出泡泡，就是因为水的表面张力太大。盐水或是糖水也不能吹出泡泡，因为它们是相溶的，没有了表面现象！增溶、乳化、润增溶、乳化、润 湿、湿、杀菌、去污、起泡和杀菌、去污、起泡和消泡等作用。消泡等作用。表面活性：使液体表面张力下降的性质。表面活性：使液体表面张力下降的性质。表面活性剂：表面活性剂：具有具有很强的表面活性很强的表面活性、能够、能够显著降低显著降低液体液体表面张力表面张力的物质。的物质。一、表面活性剂的概念 24 OOOOOOOOWWW（肥皂（肥皂RCOO-）二、二、表面活性剂的表面活性剂的结构特征结构特征 亲油的非极亲油的非极性烃链性烃链 亲水的极性亲水的极性基团基团 双亲性分子结构双亲性分子结构 长度不长度不少于少于8个个碳原子碳原子 羧酸、磺酸、羧酸、磺酸、硫酸及其盐硫酸及其盐或羟基、酰或羟基、酰胺基等胺基等 （1 1）在溶液中的正吸附。）在溶液中的正吸附。三、表面活性剂的吸附性三、表面活性剂的吸附性 表面张力表面张力 润湿性润湿性 乳化性乳化性 起泡性起泡性 26 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，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。（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 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。对于非极性固体，一般只发生单分子层吸附。第二节 表面活性剂的分类（重点）一、一、离子表面活性剂离子表面活性剂 （一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂 （二）阳（二）阳离子表面活性剂离子表面活性剂 （三）（三）两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂 二、二、非离子表面活性剂非离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子 一、离子表面活性剂 1、高级脂肪酸盐：、高级脂肪酸盐：通式：通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 分类：分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)性质：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。应用：应用：具有一定的刺激性，只供外用。一、离子表面活性剂 2 2、硫酸化物：、硫酸化物：通式：通式：ROSO3-M+分类：分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠)。性质：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，易与一些高分 子阳离子药物发生沉淀。应用：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。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。一、离子表面活性剂 3 3、磺酸化物：、磺酸化物：通式：通式：RSO3-M+分类：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。性质：性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,不易水解。应用：应用：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。起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.结构：结构：含有一个五价氮原子。2.特点：特点：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。3.应用：应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.常用药物：常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵(新洁尔灭)（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面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。常用品种：常用品种：天然品卵磷脂：可注射用 合成品氨基酸型与甜菜碱型。/TegoMHG。最大优点：最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉 淀。特特 点：点：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。（三）两性离子表面活性剂 二、非离子表面活性剂 在水溶液中不解离 1 1.结构组成：结构组成：亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健 2 2.性质：性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。1.1.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 是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸Spans(混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为：应用：HLB1.88.6，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为注射用乳剂的辅助乳化剂。Span-20-40-60-65-80-85 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油 Tween-20-40-60-65-80-85 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油 2.聚山梨酯聚山梨酯：吐温：吐温Tweens 即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。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，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。3.3.泊洛沙姆泊洛沙姆：普郎尼克：普郎尼克pluronicpluronic 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆）商品 名为普朗尼克（Pluronic）为聚氧乙烯（亲水）和聚氧丙烯（亲油）合成 随着分子量增大可由液体逐渐变为固体。本品对皮肤无刺激性和过敏性，对粘膜刺激小毒性小，可用作静脉注射用乳剂的油/水的乳化剂。请牢记二个可静脉注射用的：脂肪酸山梨坦和泊洛沙姆 38 4.其他其他 1、脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯、脂肪酸二甘油脂。不溶于水，表面活性较弱。2、蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，属于多元醇型非离子表面活性剂，主要用作水包油型乳化剂，分散剂。39 第三节第三节 表面活性剂的基本性质表面活性剂的基本性质 一、物理化学性质一、物理化学性质 （一）胶束（一）胶束 （二）起昙（二）起昙（三）（三）亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLBHLB值）值）（四）（四）表面活性剂的表面活性剂的配伍变化配伍变化 （五）表面活性剂的毒性（五）表面活性剂的毒性 1.1.胶束胶束的形成与结构的形成与结构 胶束：当表面活性剂的正吸附达到饱和后继续胶束：当表面活性剂的正吸附达到饱和后继续加入表面活性剂，则分子转入溶液内部，因其亲油加入表面活性剂，则分子转入溶液内部，因其亲油基团的存在导致在溶液内部基团的存在导致在溶液内部多个多个表面活性剂分子的表面活性剂分子的亲油基团互相吸引，缔合在一起，形成亲油基团互相吸引，缔合在一起，形成亲油基团向亲油基团向内、亲水基团向外内、亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的集合体，称粒子范围的集合体，称胶束胶束。（一）表面活性剂胶束表面活性剂胶束 42 临界胶束浓度：临界胶束浓度：开始形成胶束的最低浓度，称开始形成胶束的最低浓度，称CMC。具有相同的亲水基的同系列表面活性剂，若亲油具有相同的亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大则临界胶束浓度越小基团越大则临界胶束浓度越小 OOOWW 1.2胶束的结构胶束的结构 44 了解：临界胶束浓度CMC的测定 当表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度时，除溶液的表面张力外，溶液的多种物理性质，如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。或者说，溶液物理性质发生急剧变化时的浓度就是该表面活性剂的CMC。利用这些性质推测表面活性剂的临界胶束浓度。昙点昙点：对于一些对于一些聚氧乙烯类非离子聚氧乙烯类非离子表面活表面活性剂，当性剂，当温度升高温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链与到一定程度时，聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，致使其在水中的水之间的氢键断裂，致使其在水中的溶解度急剧溶解度急剧下降下降并析出，溶液由清变浊。并析出，溶液由清变浊。这中因温度升高而使含表面活性剂的溶液有澄这中因温度升高而使含表面活性剂的溶液有澄清变浑浊的现象称为清变浑浊的现象称为起昙现象起昙现象，