醫(yī)學專題藥劑學-第4章-表面活性劑2要點

1、 第四章：表面活性劑藥劑學2021/7/20 星期二1 冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了洗滌劑我們的生活才能如此美好。若沒有表面活性劑，這兩樣東西都不會有。這真是太可悲了。但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因為沒有表面活性劑，人也沒有了。 英國著名界面化學家Ckint2021/7/20 星期二22021/7/20 星期二32021/7/20 星期二42021/7/20 星期二5打開啤灑、香檳瓶即有大量泡沫出現(xiàn)等，液體泡沫。面包、蛋糕等彈性大的物質(zhì)以及泡沫塑料、餅干等為固體泡沫2021/7/20 星期二6增稠劑乳化劑色素甜味素2021/7/20 星期二7本章主要

2、內(nèi)容:第一節(jié) 表面現(xiàn)象與表面活性劑第二節(jié)表面活性劑的應用2021/7/20 星期二8目的和要求 1.掌握表面活性劑的概念和結(jié)構(gòu)特征。 2.熟悉表面活性劑的分類。 3.掌握親水親油平衡值（HLB)的計算和應用。 4.理解并掌握表面活性劑的基本性質(zhì)及其應用。2021/7/20 星期二9一：界面，表面和界面現(xiàn)象，表面現(xiàn)象的含義(熟）你想過為什么用肥皂水能吹出泡泡來呢？你用于純水吹能吹出來嗎？鹽水或是糖水可以吹出來嗎？2021/7/20 星期二10“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。泡沫的形成及其穩(wěn)定性“泡沫”是氣體分散于液體中的分散體系。2021/7/20 星期二11界面，表面和界面現(xiàn)象，表面現(xiàn)象的含義

3、界面：是指物質(zhì)的相與相之間的交界面。相：指體系中物理和化學性質(zhì)均勻的部分,相與相之間有明顯的界面。你知道物質(zhì)有哪三個相呢？固相，液相，氣相，三個相常見的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。2021/7/20 星期二122021/7/20 星期二13氣-固界面2021/7/20 星期二14液-液界面2021/7/20 星期二15液-固界面2021/7/20 星期二16固-固界面2021/7/20 星期二17表面與界面的區(qū)別.表面現(xiàn)象通常將氣一固，氣一液界面稱為表面！若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。但由于歷史的原因,表面與界面常?；煊帽砻娆F(xiàn)象：是指在物質(zhì)相與

4、相之間的表面（界面）上，由于表面分子與內(nèi)部分子性質(zhì)的差異，而產(chǎn)生的一系列物理化學現(xiàn)象。2021/7/20 星期二18表面現(xiàn)象在藥物制劑的生產(chǎn)及機體對藥物的吸收過程中隨處可見乳狀液和混懸液型的液體藥劑制備過程中遇到的粒子大小、表面能大小、吸附性能、帶電情況等都是界面現(xiàn)象或表面現(xiàn)象問題皮膚給藥的透皮吸收、難溶性藥物的胃腸道釋放和吸收等均與表面（界面）現(xiàn)象有關(guān)2021/7/20 星期二19說一說，一杯水有幾個表面，有幾個界面，在水中倒入一種不相混溶的液體（油），此時，有幾個表面和幾個界面？你知道雨滴為什么是球形的嗎？2021/7/20 星期二20表面張力與界面張力表面張力：一種使表面分子具有向內(nèi)運動

5、的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。現(xiàn)在你能說出為什么雨滴是球形的嗎？雨滴下落過程受到空氣阻力發(fā)生形變，不再保持球形，而成為針狀 2021/7/20 星期二21你想過為什么用肥皂水能吹出泡泡來呢？你用于純水吹能吹出來嗎？鹽水或是糖水可以吹出來嗎？肥皂能讓水的表面張力變小到純水的1/3，并且?guī)椭菖莸谋∧け３址€(wěn)定。不能用純水吹出泡泡，就是因為水的表面張力太大。鹽水或是糖水也不能吹出泡泡，因為它們是相溶的，沒有了表面現(xiàn)象！2021/7/20 星期二22增溶、乳化、潤 濕、殺菌、去污、起泡和消泡等作用。 表面活性：使液體表面張力下降的性質(zhì)。 表面活性劑：具有很強的表面活性、能夠顯著降低液體表面張

6、力的物質(zhì)。一、表面活性劑的概念2021/7/20 星期二23OOOOOOOOWWW（肥皂RCOO-）二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征親油的非極性烴鏈親水的極性基團雙親性分子結(jié)構(gòu)長度不少于8個碳原子羧酸、磺酸、硫酸及其鹽或羥基、酰胺基等2021/7/20 星期二24 （1）在溶液中的正吸附。三、表面活性劑的吸附性表面張力潤濕性乳化性起泡性2021/7/20 星期二25表面活性劑在溶液的表面層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。正吸附改變了溶液表面的性質(zhì)，最外層呈現(xiàn)出碳氫鏈性質(zhì)，體現(xiàn)出較低的表面張力，進而產(chǎn)生較好的潤濕性、乳化性、起泡性等。當表面活性劑濃度很低，但降低表面活性張力很顯著，則它的表面活性越強，越容易形成正

7、吸附。 2021/7/20 星期二26（2）表面活性劑在固體表面的吸附表面活性劑溶液與固體接觸時，表面活性劑分子可能在固體表面發(fā)生吸附，使固體表面性質(zhì)發(fā)生改變。對于極性固體物質(zhì)在表面活性劑濃度較低時形成單層吸附，當其達到臨界膠束濃度時，轉(zhuǎn)為雙層吸附。對于非極性固體，一般只發(fā)生單分子層吸附。2021/7/20 星期二27第二節(jié) 表面活性劑的分類（重點）一、離子表面活性劑 （一）陰離子表面活性劑 （二）陽離子表面活性劑 （三）兩性離子表面活性劑二、非離子表面活性劑2021/7/20 星期二28（一）陰離子表面活性劑起表面活性作用的部分是陰離子一、離子表面活性劑1、高級脂肪酸鹽： 通式：(RCOO)

8、n-Mn+脂肪酸鹽 分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂(三乙醇胺皂) 性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。 應用：具有一定的刺激性，只供外用。2021/7/20 星期二29一、離子表面活性劑2、硫酸化物： 通式：ROSO3-M+分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油稱土耳其紅油)； 高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉) 。 性質(zhì)：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕 劑；乳化性很強，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分 子陽離子藥物發(fā)生沉淀。 應用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。 202

9、1/7/20 星期二30一、離子表面活性劑3、磺酸化物： 通式：RSO3-M+ 分類：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉，常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如?；悄懰徕c。 性質(zhì)：水溶性, 耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差, 不易水解。 應用： 用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。 2021/7/20 星期二31起作用的是陽離子，亦稱陽性皂。1.結(jié)構(gòu)：含有一個五價氮原子。2.特點：水溶性大，在酸性和堿性 溶液中較穩(wěn)定具有良好的表面活性和殺菌作用。 3.應用：殺菌；防腐；皮膚、粘膜手術(shù)器械的消毒。4.常用藥物：苯扎氯銨(潔爾滅)；苯扎溴

10、銨 (新潔爾滅) （二）陽離子表面活性劑2021/7/20 星期二32 分子結(jié)構(gòu)上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，隨介質(zhì)的pH可成陽或陰離子型。常用品種：天然品卵磷脂：可注射用 合成品氨基酸型與甜菜堿型。/TegoMHG。 最大優(yōu)點：適用于任何PH溶液，在等電點時也無沉 淀。特 點： 堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，起泡性良好、去污力亦強； 酸性水溶液中呈陽離子性質(zhì)，殺菌力很強，毒性小。 （三）兩性離子表面活性劑2021/7/20 星期二33 二、非離子表面活性劑在水溶液中不解離 1.結(jié)構(gòu)組成：親水基團 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)；親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；酯鍵、醚健 2.性

11、質(zhì)： 毒性，溶血作用較小，化學上不解離，不易受電解質(zhì)，pH值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，應用廣泛（外用、內(nèi)服、注射）。2021/7/20 星期二341.脂肪酸山梨坦：司盤類Spans 即脫水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其單酐和二酐+各種脂肪酸Spans(混合物) 根據(jù)脂肪酸品種數(shù)量不同分為：應用：HLB1.88.6，因其親油性較強，一般用作水/油乳劑的乳化劑。用于搽劑，軟膏，亦可作為注射用乳劑的輔助乳化劑。Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油2021/7/20 星期二35Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單

12、油三油2. 聚山梨酯：吐溫Tweens 即聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯 脫水山梨醇脂肪酸酯+環(huán)氧乙烷Tweens(親水性化合物)。因也有一次和二次脫水，故為混合物。 脂肪酸品種和數(shù)量不同分為：應用：親水性大大增加，為水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。2021/7/20 星期二363. 泊洛沙姆：普郎尼克pluronic 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆） 商品 名為普朗尼克（Pluronic）為聚氧乙烯（親水）和聚氧丙烯（親油）合成 隨著分子量增大可由液體逐漸變?yōu)楣腆w。本品對皮膚無刺激性和過敏性，對粘膜刺激小毒性小，可用作靜脈注射用乳劑的油/水的乳化劑。請牢記二個可靜脈注射

13、用的：脂肪酸山梨坦和泊洛沙姆2021/7/20 星期二374.其他1、脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸單甘油酯、脂肪酸二甘油脂。不溶于水，表面活性較弱。2、蔗糖脂肪酸酯 簡稱蔗糖酯，屬于多元醇型非離子表面活性劑，主要用作水包油型乳化劑，分散劑。2021/7/20 星期二382021/7/20 星期二39第三節(jié) 表面活性劑的基本性質(zhì) 一、物理化學性質(zhì)（一）膠束（二）起曇（三）親水親油平衡值（HLB值）（四）表面活性劑的配伍變化（五）表面活性劑的毒性2021/7/20 星期二40 1.1.膠束的形成與結(jié)構(gòu) 膠束：當表面活性劑的正吸附達到飽和后繼續(xù)加入表面活性劑，則分子轉(zhuǎn)入溶液內(nèi)部，因其親油基團的存在導致

14、在溶液內(nèi)部多個表面活性劑分子的親油基團互相吸引，締合在一起，形成親油基團向內(nèi)、親水基團向外、在水中穩(wěn)定分散、大小在膠體粒子范圍的集合體，稱膠束。 （一）表面活性劑膠束2021/7/20 星期二41臨界膠束濃度： 開始形成膠束的最低濃度，稱CMC。具有相同的親水基的同系列表面活性劑，若親油基團越大則臨界膠束濃度越小OOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWW2021/7/20 星期二421.2膠束的結(jié)構(gòu) 2021/7/20 星期二43了解：臨界膠束濃度CMC的測定 當表面活性劑的濃度達到臨界膠束濃度時，除溶液的表面張力外，溶液的多種物理性質(zhì)，如摩爾電導、粘度、

15、滲透壓、密度、光散射等多種物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化。或者說，溶液物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化時的濃度就是該表面活性劑的CMC。利用這些性質(zhì)推測表面活性劑的臨界膠束濃度。2021/7/20 星期二44 曇點：對于一些聚氧乙烯類非離子表面活性劑，當溫度升高到一定程度時，聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，致使其在水中的溶解度急劇下降并析出，溶液由清變濁。 這中因溫度升高而使含表面活性劑的溶液有澄清變渾濁的現(xiàn)象稱為起曇現(xiàn)象，此溫度稱為曇點。當溫度降低到曇點以下時，溶液恢復澄明。 吐溫類有起曇現(xiàn)象，但某些聚氧乙烯類如泊洛沙姆188等在常壓下觀察不到曇點。 （二）起曇2021/7/20 星期二45起曇現(xiàn)象是 選項:A.一

16、類兩性表面活性劑的特性B.膠體溶液的特性C.一類非離子型表面活性劑的特性D.高分子溶液的特性E.一類陰離子表面活性劑的特性2021/7/20 星期二46下列各物具有起曇現(xiàn)象的表面活性劑是A.硫酸化物B.磺酸化物C.季銨鹽類D.脂肪酸山梨坦類(司盤)E.聚山梨酯類（吐溫類）2021/7/20 星期二47 根據(jù)經(jīng)驗，將HLB值范圍限定在040，其中非離子型表面活性劑的HLB值在120之間。HLB值應 用HLB值應 用13消泡劑818O/W型乳化劑36W/O型乳化劑1316去污劑79作潤濕劑與鋪展劑1318增溶劑表面活性劑親水或親油能力的大小 （三）親水親油平衡值HLB值越小親油性越強，而HLB值越

17、大則親水性越強。2021/7/20 星期二482021/7/20 星期二49混合后的表面活性劑的HLB值可按下式進行計算:（加和性） 例 HLB值的計算： 用司盤80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）制備HLB值為9.5的混合乳化劑100g，問兩者應各用多少克？該混合物可作何用？2021/7/20 星期二50 用司盤80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）等量混合，問混合物的HLB應為多少？將吐溫80（HLB值為15）60%與司盤60（HLB值為4.7）40%克混合，問混合物的HLB值為多少？2021/7/20 星期二51特性與應用： 親油性表面活性劑的HLB

18、低，親水性表面活性劑的HLB高； 親油性或親水性很大的表面活性劑易溶于油或易溶于水； HLB值在36的表面活性劑適合作W/O型乳化劑； HLB值在818的表面活性劑適合作O/W型乳化劑； HLB值在1318的表面活性劑適合作增溶劑； HLB值在79的表面活性劑適合作潤濕劑。2021/7/20 星期二52表面活性劑的配伍變化：陰離子型表面活性劑與大分子陽離子藥物形成不溶性復合物。陽離子型表面活性劑與大分子陰離子藥物形成不溶性復合物。蛋白質(zhì)在堿性介質(zhì)中羧基解離帶負電荷與陽離子型表面活性劑起反應，酸性介質(zhì)中相反。因此離子型表面活性劑在酸性和堿性介質(zhì)中都可以和蛋白質(zhì)結(jié)合。2021/7/20 星期二53

19、表面活性劑的配伍變化：含有酚0H的消毒防腐劑，由于聚氧乙烯基和酚0H間發(fā)生氫鍵結(jié)合，影響了它們的釋放，不能發(fā)揮作用，所以含有聚氧梨酯類的表面活性劑的制劑中，不宜用羥苯酯類用防腐劑2021/7/20 星期二54a. 表面活性劑毒性大小： 一般是陽離子型陰離子型非離子型b. 口服給藥呈慢性毒性：大小順序也是陽陰非，非離子型表面活性劑口服相對沒有毒性。 c. 靜脈給藥與口服比較具有較大的毒性。 d. 陰、陽離子表面活性劑不僅毒性較大，而且有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用，但一般較小。 （五）表面活性劑的毒性大量水分子穿過紅細胞膜進入紅細胞內(nèi)，使其滲透性增強而被脹破。2021/7/20 星期

20、二552021/7/20 星期二56在親水基為主的聚氧乙烯基非離子表面活性劑中，以吐溫類的溶血作用最小，吐溫20604080同類產(chǎn)品中一般是濃度越大，刺激性越強；聚合度越大刺激性越弱。表面活性劑的毒性、溶血作用、刺激性隨著處方中其他成分作用發(fā)生相應變化2021/7/20 星期二57 各類表面活性劑以外用制劑的形式長期應用或高濃度使用時可能出現(xiàn)皮膚或粘膜損害。但仍以非離子型的對皮膚，粘膜的刺激性為最小，即吐溫類非離子型刺激性小。 表面活性劑的刺激性2021/7/20 星期二582021/7/20 星期二59第二節(jié) 表面活性劑的應用表面活性劑的應用：增溶，乳化，潤濕一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激

21、素等許多難溶性藥物常借此增溶，形成澄明溶液及提高濃度。2021/7/20 星期二60 1.膠束增溶 表面活性劑在水溶液中達到CMC后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加并形成透明膠體溶液，稱為增溶。 起增溶作用的表面活性劑稱增溶劑。被增溶的物質(zhì)稱為增溶質(zhì)。 表面活性劑能夠增溶，一般認為是由于表面活性劑在水中形成膠束的結(jié)果。表面活性劑藥 物（一）表面活性劑的增溶作用2021/7/20 星期二61膠束增溶體系是熱力學穩(wěn)定體系也是熱力學平衡體系。在CMC以上，隨著表面活性劑用量的增加，膠束數(shù)量增加，增溶量也相應增加。當表面活性劑用量為1g時增溶藥物達到飽和的濃度即為最大增溶濃度(

22、maximum additive concentration, MAC)。表面活性劑CMC及締合數(shù)不同，增溶MAC就不同。CMC越低、締合數(shù)越大，MAC就越高。2021/7/20 星期二62解離性藥物的增溶當解離藥物與帶有相反電荷的表面活性劑混合時，在不同配比下可能出現(xiàn)增溶、形成可溶性復合物和不溶性復合物等復雜情況。解離藥物與非離子表面活性劑的配伍很少形成不溶性復合物，但pH值可明顯影響藥物的增溶量。對于弱酸性藥物而言，在偏酸性環(huán)境中有較大程度的增溶；對于弱堿性藥物，則在偏堿性條件下有更多的增溶；作為兩性離子則在等電點時有最大增溶量。2021/7/20 星期二63多組分增溶質(zhì)的增溶制劑中有多組

23、分存在時，對主藥的增溶效果取決于各組分與表面活性劑的相互作用。多種組分與主藥競爭同一增溶位置某一組分吸附或結(jié)合表面活性劑分子增溶量減少某些組分也可擴大膠束體積主藥的增溶量增加2021/7/20 星期二643.抑菌劑的增溶抑菌劑或其他抗菌藥物在表面活性劑溶液中易被增溶而降低活性，需增加用量才能達到原來相同的抑菌效果。4.表面活性劑溶液的化學穩(wěn)定性藥物增溶后的穩(wěn)定性可能與膠束表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和膠束締合體的反應性、藥物本身的降解途徑、環(huán)境的pH值、離子強度等多種因素有關(guān)。2021/7/20 星期二65影響增溶的因素：1藥物的性質(zhì)：同系物藥物的分子量越大，增溶量越小，藥物的極性越小，碳氫鏈越長增容量越低

24、。2加入順序一般先將增溶劑于難溶性藥物混合，最好使之完全溶解，然后再加水稀釋，則能很好溶解，否則增溶效果不好。2021/7/20 星期二663增溶劑的用量增溶劑的用量對增溶作用很重要。用量不足，起不到增溶作用，或在貯存、稀釋時發(fā)生沉淀；而用量太多，既浪費，又可產(chǎn)生毒副作用，藥物進到膠團也影響其吸收。在溫度一定時，加入適量的增溶劑，可得澄清溶液，稀釋后仍為澄清。如配比不當，則溶液會變?yōu)榛鞚峄蛳♂寱r出現(xiàn)混濁?？赏ㄟ^實驗來確定增溶劑的用量。2021/7/20 星期二67二 乳化乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液-液界面現(xiàn)象，兩種不相溶的液體，如油與水，在容器

25、中分成兩層，密度小的油在上層，密度大的水在下層HLB3-8，W/0，HLB8-18，O/W 2021/7/20 星期二68三 潤濕促進液體在固體表面鋪展或滲透的作用叫潤濕劑作用，能起潤濕作用的表面活性劑叫潤濕劑。潤濕劑最適HLB值通常為79。常用的潤濕劑有聚山梨酯類、聚氧乙烯脂肪醇醚類、聚氧乙烯蓖麻油類、磷脂類、伯洛沙姆。2021/7/20 星期二69表面活性劑除了增溶，乳化劑、潤濕劑和助懸劑外還常用做起泡劑和消泡劑、去污劑、消毒劑或殺菌劑等。1.起泡劑和消泡劑 起泡劑通常具有較強的親水性和較高的HLB值。在產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫的情況下，加入一些HLB值為13的親油性較強的表面活性劑，可使泡沫破壞。表面活性劑的其他應用2021/7/20 星期二70（3）去污劑 去污劑或洗滌劑是指用于除去污垢的表面活性劑，HLB值一般為1316。常用的有油酸鈉和其他脂肪酸的鈉皂、鉀皂、十二烷基硫酸鈉或烷基磺酸鈉等陰離子性表面活性劑。 去污機理：包括對污物表面的潤濕、分散、乳化或增溶、起泡等多種過程。2021/7/20 星期二71（六）消毒劑和殺菌劑大多數(shù)陽離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑都可用作消毒劑，少數(shù)陰離子表面活性劑也有類似作用，如甲酚皂，甲酚磺酸鈉等。2