藥用高分子材料 第四章

1、 第四章第四章 藥用天然高分子材料藥用天然高分子材料 藥用天然高分子材料的缺點(diǎn)：性能單一，須化學(xué)改性擴(kuò)大使用范圍；沒有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量，如阿拉伯膠，明膠等。 優(yōu)點(diǎn)：無毒，應(yīng)用安全；性能穩(wěn)定；價格低廉。第一節(jié) 淀粉及其衍生物一、淀粉1、來源 淀粉廣泛存在于綠色植物的根須和種子中。如玉米、麥和米存在于種子中，馬鈴薯、甘薯存在于根須中。 優(yōu)點(diǎn)：無毒無味，價格低廉，來源廣泛，供應(yīng)十分穩(wěn)定，是最基本的藥用輔料之一。2、化學(xué)結(jié)構(gòu)直鏈淀粉（占2025）：結(jié)構(gòu)單元（D吡喃環(huán)形葡萄糖）以1,4苷鍵連接。直鏈淀粉由于分子內(nèi)氫鍵作用，鏈卷曲成螺旋形，每個螺旋圈大約有6個葡萄糖單元。支鏈淀粉（占7585）：由D

2、吡喃環(huán)形葡萄糖聚合而成的分支狀淀粉。直鏈部分為1,4苷鍵，分支處為1,6苷鍵，分子的形狀如高梁穗。OOHCH2OHOHOHOOOHCH2OHOHOOCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOHn3、性質(zhì)溶解性 淀粉不溶于水，與水親水性差而分散于水。直鏈淀粉分子從淀粉粒中向水中擴(kuò)散，形成膠體溶液，而支鏈淀粉則仍以淀粉粒殘余的形式保留在水中。淀粉在水中溶解視濃度不同，可分別形成糊、凝膠或溶膠。水解 淀粉在酶或稀酸作用下，逐步水解成一系列產(chǎn)物： 淀粉 各種糊精 麥芽糖 葡萄糖糊化：淀粉形成均勻糊狀溶液的現(xiàn)象稱為。老化 老化：淀粉凝膠經(jīng)長期放置，會變成不透明甚至發(fā)生沉淀現(xiàn)象，稱為。變色 淀粉水溶液I2

3、 變藍(lán) 加熱顏色褪去 冷卻重新顯色（深藍(lán)色或紫紅色）4、應(yīng)用 淀粉在藥物制劑中主要用作片劑的稀釋劑、崩解劑、粘合劑、助流劑等。第二節(jié) 纖維素 纖維素分子為長鏈線型高分子化合物，沒有分支。它是由結(jié)構(gòu)單元D吡喃環(huán)形葡萄糖以1，4苷鍵構(gòu)成。 OOHCH2OHOHOHOOOCH2OHOHOHnOHCH2OHOHOOCH2OHOHOHOHO纖維素的一些重要性質(zhì)：1、化學(xué)反應(yīng)性 根據(jù)纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，纖維素可進(jìn)行氧化、酯化、醚化、分子間形成氫鍵、吸水溶脹、接枝共聚、以及醛基的性質(zhì)。OHOCH2OHOHOHOHCCHOCHOHCHOHCHOHCH2OHHOH開鏈?zhǔn)紻吡喃葡萄糖2、氫鍵的作用 結(jié)晶區(qū)：分

4、子排列緊密，羥基都已形成氫鍵 非結(jié)晶區(qū)：少量沒有形成氫鍵的游離羥基可與水分子形成氫鍵而膨脹3、吸濕性 纖維素結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)的羥基，基本上是以氫鍵的形式存在，氫鍵破裂，生成游離羥基數(shù)量多，其吸濕性增加。水的吸著只發(fā)生在無定形區(qū)。措施：預(yù)先對纖維素物料潤脹處理，使分子間氫鍵斷開，游離出羥基，則吸濕性、溶解度、反應(yīng)速度（如乙?；┰黾?。4、溶脹性（堿液）纖維素的有限溶脹 結(jié)晶區(qū)間（無定形區(qū)）溶脹 結(jié)晶區(qū)內(nèi)溶脹 堿液濃度：增加至某一值，溶脹度最大溶脹度 溫度：成反比 離子半徑：成反比 結(jié)晶度：成反比5、機(jī)械降解 分子量下降，增大其化學(xué)反應(yīng)能力6、可水解性 酸水解：苷鍵對酸不穩(wěn)定，降低苷鍵破裂的活化

5、能，易水解 堿水解：苷鍵對堿較穩(wěn)定，須高溫下才能水解第三節(jié) 纖維素衍生物概述一、化學(xué)類別酯類：CA、CAP、CAB醚類：MC、EC、HPC、HEC醚酯類：HPMCP、HPMCAS OOOCH2ORORORnORCH2ORORO纖維素衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式二、纖維素衍生物性能的影響因素取代基的性質(zhì)；被取代羥基的比例；在重復(fù)單元中及聚合物中取代基的均勻度；鏈平均長度及衍生物的分子量分布；三、化學(xué)反應(yīng)性與甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛反應(yīng)形成縮醛或半縮醛；R-OH + RCHOCHROHORCRHORORor與甲氧基化合物形成醚或次甲基化合物，與環(huán)氧化烴類形成聚醚；R-OH +CH2CH2OROCH2CH

6、2OHROCH2CH2OCH2CH2OHnCH2CH2O通過pH和溫度的改變進(jìn)行分子內(nèi)交聯(lián)，如交聯(lián)CMCNa；與具有特殊性能的合成聚合物化合形成支鏈纖維素和纖維素接枝化合物。 聚丙烯酸纖維素接枝共聚物使蛋白質(zhì)凝結(jié)，并形成鈣鹽四、玻璃化溫度（Tg）五、溶度參數(shù)和表面能 在預(yù)測高分子材料性質(zhì)時，常用到溶度參數(shù)和表面能。六、配伍相容性 聚合物間或聚合物與增塑劑的相容性大多以Tg或軟化溫度Ts來評估。兩者相容，則混合物的Tg將處于兩者的Tg之間；部分相容，則可能觀察到兩個Tg（分別為混合物Tg和過量組分的Tg）。 軟化點(diǎn)下降系數(shù)（Ks）可用于表示聚合物與增塑劑相互的作用對軟化點(diǎn)影響的強(qiáng)弱。七、生物粘附

7、性1、生物粘附的機(jī)理：靜電、吸附潤濕、互穿、斷裂2、影響生物粘附的因素（極性、分子量）第四節(jié) 藥用纖維素衍生物各論一、甲基纖維素（MC）1、來源和制法 甲基纖維素是以堿纖維素為原料，與氯甲烷進(jìn)行醚化而得。OOOCH2ORORORnORCH2ORORO纖維素衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式2、性質(zhì)溶解性 MC溶于冷水而不溶于熱水，取代度為2時最易溶。膠化溫度 膠化溫度與取代度成反比，與電解質(zhì)含量成反比。粘度 粘度取決于聚合物、溫度。溶膠 凝膠3、應(yīng)用 通便藥、片劑的粘合劑、片劑包衣、助懸劑、增稠劑、乳化劑等。 二、羥丙甲纖維素（HPMC）1、來源和制法 羥丙甲纖維素是纖維素的部分甲基和部分聚羥丙基醚。R=

8、-H -CH3 orCH2CHCH3OnOOOCH2ORORORnORCH2ORORO纖維素衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式 在HPMC的末尾標(biāo)上4位數(shù)即表示各種型號的標(biāo)號，分別表示不同取代基的百分含量范圍的中值，前兩位數(shù)表示甲氧基含量，后兩位表示羥丙基含量。如HPMC1828、HPMC2208。 HPMC的制法與MC、EC相似，系以堿纖維素為原料，與氯甲烷、環(huán)氧丙烷同時醚化而得。HPMC屬于非離子型纖維素混合醚，它與重金屬不起反應(yīng)。2、性質(zhì)溶解性 HPMC溶于冷水而不溶于熱水；粘度 濃度粘度 分子量 溫度凝膠化溫度溶膠 凝膠吸濕性良好的成膜性3、應(yīng)用薄膜包衣材料；片劑粘合劑；滴眼劑的增稠劑；凝膏或軟膏的

9、保護(hù)膠體、乳膠和混懸劑的穩(wěn)定劑等。第五節(jié) 其他天然藥用高分子材料一、殼多糖和脫乙酰殼多糖1、來源與制法 殼多糖：又稱甲殼素、幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)，是僅次纖維素的天然來源聚合物，也是自然界除蛋白質(zhì)外數(shù)量最大的含氮天然有機(jī)高分子。來源于昆蟲、甲殼類（蝦、蟹）等動物的外骨骼。 脫乙酰殼多糖：又名殼聚糖、可溶性可多糖2、性質(zhì) OOOCH2OHORNHCCH3nORCH2OHNHCCH3O殼 多 糖 的 化 學(xué) 結(jié) 構(gòu) 式OO（1）殼多糖是一種白色無定形粉末或半透明的片狀物。溶解性，不溶于水、稀酸、堿溶液和乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，溶于無水甲酸、濃無機(jī)酸。化學(xué)反應(yīng)性，在堿水溶液中，能與環(huán)氧乙烷生成羥乙基殼多糖；與

10、氯乙酸反應(yīng)能生成羧甲基殼多糖等衍生物，殼多糖能被溶菌酶、殼多糖酶水解。（2）脫乙酰殼多糖為白色固體或米黃色結(jié)晶性粉末或片狀。溶解性，溶于有機(jī)溶劑、酸性水溶液；化學(xué)反應(yīng)性，堿性氨基可進(jìn)行多功能基（氨基、羥基）化學(xué)反應(yīng)和立體結(jié)構(gòu)修飾。聚電解質(zhì)性，殼聚糖為含游離氨基的堿性多糖，為陽離子型聚合物，氨基的鄰位為羥基，有螯合二價金屬離子的作用，并呈現(xiàn)各種顏色，螯合作用是可逆的。吸濕性，脫乙酰殼多糖吸濕性很強(qiáng)，僅次于甘油，比聚乙二醇、山梨醇高。穩(wěn)定性，與含水量、溫度有關(guān)，置密閉容器中，在常溫、干燥條件下，至少3年內(nèi)穩(wěn)定。黏性，在酸性環(huán)境下是一種極佳的粘度增加劑；膠凝性，殼聚糖水溶液的粘度隨溫度升高而下降，出現(xiàn)凝膠化3、應(yīng)用（1）生物活性：抗菌殺菌作用。殼聚糖可抑制細(xì)菌、霉菌生長?？鼓[瘤作用。如甲殼素可選擇性地凝聚白血病的癌細(xì)胞，對正常紅細(xì)胞、骨髓細(xì)胞無影響。促進(jìn)組織修復(fù)及止血作用。甲殼素及其降解產(chǎn)物都帶有正電荷，可促進(jìn)血小板聚集或凝血系統(tǒng)，作為止血劑有促進(jìn)傷口愈合、抑制傷口愈合纖