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表面活性劑演示文稿1當(dāng)前1頁(yè),總共90頁(yè)。本章學(xué)習(xí)要求:掌握表面活性劑的概念、功能結(jié)構(gòu)、
種類、特性及應(yīng)用。熟悉表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)。當(dāng)前2頁(yè),總共90頁(yè)。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)
表面活性劑及種類第二節(jié)
表面活性劑的基本特性第三節(jié)
增溶及其實(shí)驗(yàn)方法第四節(jié)
表面活性劑的復(fù)配規(guī)律第五節(jié)
表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)
第六節(jié)
表面活性劑的應(yīng)用當(dāng)前3頁(yè),總共90頁(yè)。第一節(jié)
表面活性劑及種類一、概念:
表面活性劑(surfactant)
:能使表面張力急劇下降的物質(zhì)。如肥皂水溶液。
表面張力:使液體表面分子向內(nèi)收縮至最小面積的這種力。
界面吸附:表面活性劑溶于液體中時(shí),被吸附于液體的表面,使溶液表面層的濃度大于溶液內(nèi)部的濃度,這種現(xiàn)象稱為界面吸附。正吸附:表面活性劑在溶液的表面層聚集的現(xiàn)象。當(dāng)前4頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前5頁(yè),總共90頁(yè)。二、表面活性劑的作用原理:
由于其分子結(jié)構(gòu)大都是長(zhǎng)鏈的有機(jī)化合物,含有親水基團(tuán)和親油基團(tuán),當(dāng)被溶于水中時(shí),在低濃度時(shí)幾乎被吸附于液體表面,其親水基團(tuán)插入水中,親油基團(tuán)向空中,從而改變了液體的表面張力。
當(dāng)前6頁(yè),總共90頁(yè)。三、表面活性劑的種類:①離子型表面活性劑(陰離子型活性劑;陽(yáng)離子型活性劑)②兩性離子型③非離子型表面活性劑
當(dāng)前7頁(yè),總共90頁(yè)。(一)陰離子型表面活性劑:
起表面活性作用部分是陰離子,即帶負(fù)電荷。1、肥皂類:
①通式:(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽
②分類:一價(jià)金屬皂(鉀、鈉皂);二價(jià)或多價(jià)皂(鉛、鈣、鋁皂);有機(jī)胺皂(三乙醇胺皂)
③性質(zhì):具有良好的乳化能力,易被酸及多價(jià)鹽破壞,電解質(zhì)使之鹽析。
④應(yīng)用:具有一定的刺激性,只供外用。
當(dāng)前8頁(yè),總共90頁(yè)。2、硫酸化物:
①通式:R·O·SO3-M+硫酸化油,高級(jí)脂肪醇硫酸脂類。
②分類:硫酸化油(硫酸化蓖麻油稱土耳其紅油);硫酸化脂肪醇脂(十二烷基硫酸鈉)。
③性質(zhì):可與水混溶,為無(wú)刺激的去污劑和潤(rùn)濕劑;乳化性很強(qiáng),穩(wěn)定、耐酸、鈣,易與一此大子陽(yáng)離子藥發(fā)生沉淀。
④應(yīng)用:代替配皂洗滌皮膚;有一定刺激性,用于外用軟膏的乳化劑。
當(dāng)前9頁(yè),總共90頁(yè)。3、磺酸化物:
①通式:R·SO3-M+
②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。
③性質(zhì):水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。
④應(yīng)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。
當(dāng)前10頁(yè),總共90頁(yè)。(二)陽(yáng)離子型表面活性劑
起作用的是陽(yáng)離子稱陽(yáng)性皂。
1、結(jié)構(gòu):含有一個(gè)五價(jià)氮原子。
2、特點(diǎn):良好的表面活性作用,具有很強(qiáng)的殺菌作用。
3、應(yīng)用:殺菌、防腐、皮膚、粘膜手術(shù)器械的消毒。
當(dāng)前11頁(yè),總共90頁(yè)。4、常用藥物:
①苯扎氯銨(潔爾滅):常用濃度0.01-0.02%殺菌力強(qiáng)穩(wěn)定可降低溶液的表面張力。
②苯扎溴銨
(新潔爾滅)
當(dāng)前12頁(yè),總共90頁(yè)。(三)兩性離子型表面活性劑:分子上同時(shí)具有正負(fù)電荷的表面活性劑,隨介質(zhì)的PH可成陽(yáng)或陰離子型。
①分類及常用品種:天然活性劑:
陰離子部分—磷酸型;
陽(yáng)離子部分—季胺鹽類。
合成活性劑:
陰離子部分—羥酸鹽型、硫酸脂、磺酸鹽、
磷酸脂。
陽(yáng)離子部分—胺酸、季胺鹽;
當(dāng)前13頁(yè),總共90頁(yè)。常用品種:卵磷脂、氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。最大優(yōu)點(diǎn):適用于任何PH溶液,在等電點(diǎn)時(shí)也無(wú)沉淀。
②性質(zhì):
堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì),起泡性良好、去污力亦強(qiáng);
酸性水溶液中呈陽(yáng)離子性質(zhì),殺菌力很強(qiáng),毒性小。
當(dāng)前14頁(yè),總共90頁(yè)。(四)非離子型表面活性劑
在水溶液中不是解離狀態(tài)故稱之。
1、結(jié)構(gòu)組成:①親水基團(tuán)
(甘油、聚乙二醇、山梨醇);②親油基團(tuán)(長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、烷基或芳基);③酯鍵、醚健。2、性質(zhì):
毒性,溶血作用較小,化學(xué)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(yīng)用廣泛(外用、內(nèi)服、注射)。
當(dāng)前15頁(yè),總共90頁(yè)。3、常用品種
①脂肪酸甘油酯
主要有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。性質(zhì):不溶于水,在水、熱、酸、堿及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸。應(yīng)用:HLB3~4,表面活性弱,主要用作W/O型輔助乳化劑。
當(dāng)前16頁(yè),總共90頁(yè)。
②蔗糖脂肪酸酯:簡(jiǎn)稱蔗糖酯
簡(jiǎn)稱蔗糖酯,
是蔗糖和脂肪酸反應(yīng)生成的一大類化合物,屬于多元醇型非離子表面活性劑。
根據(jù)脂肪酸取代數(shù)不同分為:?jiǎn)熙?、二酯、三酯及多酯。性質(zhì):溶于丙二醇、乙醇,但不溶于水和油;在酸、堿及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。應(yīng)用:HLB5~13,表面活性弱,主要用作O/W型乳化劑、分散劑。當(dāng)前17頁(yè),總共90頁(yè)。③脂肪酸山梨坦:司盤類[Spans]
即脫水山梨醇脂肪酸酯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(yīng)用:HLB1.8~3.8,因其親油性較強(qiáng),一般用作水/油乳劑的乳化劑。用于搽劑,軟膏,亦可作為乳劑的輔助乳化劑。
Span-20-40-6065-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油
當(dāng)前18頁(yè),總共90頁(yè)。④聚山梨酯(polysorbate):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(yīng)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(rùn)濕劑。Tween-20-40-6065-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油
當(dāng)前19頁(yè),總共90頁(yè)。⑤聚氧乙烯脂肪酸酯:賣澤類[Myrj]系聚乙二醇與長(zhǎng)鏈脂肪酸縮合而成的酯。
通式:R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH因n不同,產(chǎn)品常用的有:
Myri-45-49-51-52-53應(yīng)用:具有較強(qiáng)水溶性,乳化能力強(qiáng),作增溶劑和油/水型乳化劑。
常用的有polyoxyl40stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。當(dāng)前20頁(yè),總共90頁(yè)。⑥聚氧乙烯脂肪醇醚系聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚。通式:R·O·(CH2OCH2)nH產(chǎn)品有:1)芐澤類(Brij),如Brij-30和-35分別為不同分子量的聚乙二醇與月桂醇的縮合物,n為10-20時(shí)作油/水乳化劑
。2)西土馬哥(Cetomacrogol)為聚乙二醇與十六醇的縮合物。
當(dāng)前21頁(yè),總共90頁(yè)。3)平平加O(PerogolO)為15單位氧乙烯與油醇的縮合物。
4)埃莫爾弗(Emlphor)為一類聚氧乙烯蓖麻油化合物,由20個(gè)單位以上的氧乙烯與油醇縮合而成。Emlphor易溶于水和醇及多種有機(jī)溶劑,
HLB12~18,具有較強(qiáng)親水性,乳化能力強(qiáng),作增溶劑和油/水型乳化劑。
如CremophoreEL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚,氧乙烯單位為35~40,HLB12~14。當(dāng)前22頁(yè),總共90頁(yè)。⑦聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
即泊洛沙姆(poloxamer),商品名普流羅尼克類(Pluronic)。通式:HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性質(zhì):為淡黃色液體或固體;分子量1000~14000;HBL0.5~30;隨聚氧丙烯比例增加,則親油性增強(qiáng);隨聚氧乙烯比例增加,則親水性增強(qiáng);具有乳化、潤(rùn)濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能,但增溶能力較弱。當(dāng)前23頁(yè),總共90頁(yè)。特點(diǎn):對(duì)皮膚無(wú)刺激和過(guò)敏性,
對(duì)粘膜刺激性很大,毒性中較小,Poloxamer118(pluronic68)可作為o/w型乳化劑,
是目前用于靜脈乳劑少數(shù)合成的乳化劑之一,用本品制備的乳劑能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍而不改變其物理穩(wěn)定性。
當(dāng)前24頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前25頁(yè),總共90頁(yè)。第二節(jié)
表面活性劑的基本特性一、締合膠體
膠束(micelles):當(dāng)溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí),其疏水部分相互吸引,締合在一起,親水部分向著水,幾十個(gè)或更多分子締合在一起形成締合的粒子,稱為膠束。
臨界膠束濃度(
criticalmicellconcentration,CMC):開始形成膠束的濃度,與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成有關(guān)。
締合膠體:由于膠束的大小約在
30-80A,
在膠體分散范圍并且有膠體溶液的一些特性,故稱為締合膠體。當(dāng)前26頁(yè),總共90頁(yè)。膠束的結(jié)構(gòu)當(dāng)前27頁(yè),總共90頁(yè)。二、CMC的測(cè)定1、表面張力法適合于離子表面活性劑和非離子型表面活性劑;無(wú)機(jī)離子的存在不影響表面張力;少量類似物的存在降低純表面活性劑的表面張力。當(dāng)前28頁(yè),總共90頁(yè)。2、電導(dǎo)法適合于離子表面活性劑;無(wú)機(jī)離子存在影響表面張力測(cè)定;電導(dǎo)率
與表面活性劑疏水鏈長(zhǎng)有關(guān)。當(dāng)前29頁(yè),總共90頁(yè)。3、染料法表面活性劑溶液增溶染料前后吸收光譜的變化;染料的存在影響CMC的準(zhǔn)確性;受無(wú)機(jī)鹽及類似物存在的影響。染料選擇:陰離子表面活性劑——頻那氰醇氯化物,堿性石蕊。陽(yáng)離子表面活性劑——曙紅、螢光黃非離子表面活性劑——四碘螢光素、碘、苯并紅紫4B。當(dāng)前30頁(yè),總共90頁(yè)。4、光散射法膠束形成與散射光強(qiáng)度成正比;“純凈”溶液;水合直徑。當(dāng)前31頁(yè),總共90頁(yè)。三、親水親油平衡值[HLB]
定義:HLB(hydrophile-lipophilebalance)系表面活性劑中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力,是用來(lái)表示表面活性劑的親水親油性強(qiáng)弱的數(shù)值。
數(shù)值范圍:HLB0~40,其中非離子表面活性劑HLB0~20,即石蠟為0,聚氧乙烯為20。當(dāng)前32頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前33頁(yè),總共90頁(yè)。特性與應(yīng)用:親油性表面活性劑的HLB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3~6的表面活性劑適合作W/O型乳化劑;HLB值在8~18的表面活性劑適合作O/W型乳化劑;HLB值在13~18的表面活性劑適合作增溶劑;HLB值在7~9的表面活性劑適合作潤(rùn)濕劑。當(dāng)前34頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前35頁(yè),總共90頁(yè)。HLB值計(jì)算:非離子表面活性劑的HLB具有加和性。(1)對(duì)非離子型表面活性,
可能過(guò)經(jīng)驗(yàn)式求得:HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)(2)理論計(jì)算法:如果HLB值是由表面活性劑分子中各種結(jié)構(gòu)基團(tuán)貢獻(xiàn)的總和,則每個(gè)基團(tuán)對(duì)HLB值的貢獻(xiàn)可用數(shù)值表示,此數(shù)值稱為HLB基團(tuán)數(shù)(groupnumber)。HLB=∑(親水基團(tuán)HLB)+∑(親油基團(tuán)HLB)+7當(dāng)前36頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前37頁(yè),總共90頁(yè)。
第三節(jié)
增溶及其實(shí)驗(yàn)方法一、表面活性劑的增溶作用1、膠束增溶<CMC溶液→膠束相→中間相→液晶相→負(fù)吸附→
(球狀膠束—棒狀膠束—層狀膠束)→
雙分子層/微乳
→反相膠束→表面活性劑濃溶液潤(rùn)濕→(增溶→乳化→微乳化→緩釋)→二次增溶→溶劑當(dāng)前38頁(yè),總共90頁(yè)。2、溫度對(duì)增溶的影響(1)溫度對(duì)增溶存在三方面的影響影響膠束的形成影響增溶質(zhì)的溶解影響表面活性劑的溶解度(2)Krafft點(diǎn)對(duì)于離子表面活性劑,溫度上升主要是增加增溶質(zhì)在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。當(dāng)前39頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)溫度升高至某一溫度時(shí),離子表面活性劑在水中的溶解度急劇升高,
該溫度稱為krafft點(diǎn),
相對(duì)應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。krafft點(diǎn)是離子表面活性劑的特征值,
krafft點(diǎn)越高,則CMC越小。krafft點(diǎn)亦是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限,即只有高于krafft點(diǎn),表面活性劑才能更大地發(fā)揮作用。當(dāng)前40頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前41頁(yè),總共90頁(yè)。(3)濁點(diǎn)或曇點(diǎn)(cloudpoint)對(duì)聚氧乙烯型非離子表面活性劑,溫度升高可導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂,當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí),聚氧乙烯鏈可發(fā)生強(qiáng)烈的脫水和收縮,使增溶空間減小,增溶能力下降,表面活劑溶解度急劇下降和析出,溶液出現(xiàn)混濁,此現(xiàn)象稱為起曇,此時(shí)溫度稱為曇點(diǎn)。當(dāng)前42頁(yè),總共90頁(yè)。在聚氧乙烯鏈相同時(shí),碳?xì)滏溤介L(zhǎng),濁點(diǎn)越低;碳?xì)滏滈L(zhǎng)相同時(shí),聚氧乙烯鏈越長(zhǎng),濁點(diǎn)越高。如
tween20為90℃,
tween60為76℃,
tween80為94℃
。大多數(shù)聚氧乙烯表面活性劑的濁點(diǎn)在70~100℃。當(dāng)前43頁(yè),總共90頁(yè)。二、MAC(MaximumAdditiveConcentration)1、定義:
在給定濃度的表面活性劑溶液中增溶質(zhì)的最
大濃度。
CMC起低,締合數(shù)越大,MAC就越高2、液體增溶質(zhì)的MAC:即表面活性劑增溶至飽和時(shí)的濃度,溶液出現(xiàn)乳化。
測(cè)定方法:
1)在規(guī)定濃度表面活性劑溶液中加入增溶質(zhì)直到出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。(二元體系)
2)在表面活性劑溶液和增溶質(zhì)體系中加入水直到出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。(三元體系)
當(dāng)前44頁(yè),總共90頁(yè)。3、固體增溶質(zhì)的MAC:即表面活性劑增溶至飽和時(shí)的濃度,溶液出現(xiàn)沉淀。
測(cè)定方法:
在不同濃度表面活性劑溶液中加入過(guò)量溶質(zhì)直至平衡
并有沉淀存在。
影響因素:
——平衡溫度與平衡時(shí)間
——增溶質(zhì)的加入方法;
——增溶質(zhì)對(duì)表面活性劑分子的吸附。當(dāng)前45頁(yè),總共90頁(yè)。三、增溶位置及其測(cè)定1、膠束的結(jié)構(gòu)與增溶位置1)烴核(脂性環(huán)境):飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及不易極化
物質(zhì)。2)柵狀層—烴核:易極化的多量碳?xì)浠衔铩?)柵狀層(脂性—極性環(huán)境):長(zhǎng)鏈脂肪醇、脂肪酸和
脂肪胺等。4)柵狀層—親水基:不溶于水也不溶于非極性烴的極性
分子,如苯二甲酸二甲酯。5)親水基(水性環(huán)境):易極化的少量碳?xì)浠衔铮?/p>
短鏈芳香烴。當(dāng)前46頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前47頁(yè),總共90頁(yè)。2、膠束增溶位置的測(cè)定方法1、紫外吸收光譜法
1)吸收光譜比較法:增溶溶液吸收光譜與增溶質(zhì)在各種不同極性溶劑中吸收光譜的比較。
2)Z值法
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):1-乙基-4羧甲氧基吡啶碘化物
Z值:不同極性的溶劑系統(tǒng)—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)吸收光譜特
征吸收波長(zhǎng)。
樣品:表面活性劑增溶溶液。2、其它方法:X-射線衍射、核磁共振、螢光極化光譜當(dāng)前48頁(yè),總共90頁(yè)。五、增溶質(zhì)在膠束相及水相中的平衡1、
意義:對(duì)增溶質(zhì)性質(zhì)的影響2、
測(cè)定方法1)
透析法:超濾、分子篩、凝膠色譜、膜透析等。
膜材的選擇、膜孔的選擇、平衡的選擇、透析液的
選擇。2)中和滴定法:增溶質(zhì)是可解離的酸或堿,只有未解
離的分子才被增溶。當(dāng)前49頁(yè),總共90頁(yè)。六、影響表面活性劑增溶的結(jié)構(gòu)因素1、表面活性劑的碳?xì)滏滈L(zhǎng)增加,CMC下降
logCMC=A–BmA:與極性有關(guān)的常數(shù)
B:1-1離子表面活性劑:B=0.3
非離子表面活性劑:
B=0.5m:碳?xì)滏溨蠧原子個(gè)數(shù)
當(dāng)前50頁(yè),總共90頁(yè)。離子表面活性劑:C8~C18同系物,每增加1個(gè)碳原子,
CMC下降至1/2。非離子表面活性劑:每增加2個(gè)碳原子,CMC下降至
1/10。聚氧乙烯脂肪醇醚(芐澤、西土馬哥)
CMC(mol/L)C8H17(OC2H4)6OH9.9x10-3C10H21(OC2H4)6OH9.0x10-4C12H25(OC2H4)6OH8.7x10-5
當(dāng)前51頁(yè),總共90頁(yè)。2、碳?xì)滏溨ф溑c極性基團(tuán)的位置1)相同碳原子數(shù),支鏈表面活性劑的CMC高于直鏈表
面活性劑。
CMCn-C4H9CH2
n-C4H9CH-SO3Na0.20mol/LC10H21SO3Na0.045mol/L
(C8H17)2N(CH3)2Cl0.0266mol/LC16H33N(CH3)3Cl0.0014mol/l當(dāng)前52頁(yè),總共90頁(yè)。2)疏水基的對(duì)稱性越高,CMC越大
C14H29SO3Na0.00240mol/LC6H12—CHSO3Na0.00970mol/LC6H12—CH23)其它取代基
極性基團(tuán)、易極化基團(tuán)減少疏水性,升高CMC
硬脂酸鉀
4.5x10-4mol/L
油酸鉀
1.2x10-3mol/LC12H23SO3Na9.7x10-3mol/LC8H17-C6H4-SO3Na1.5x10-2mol/L當(dāng)前53頁(yè),總共90頁(yè)。4、親水基的影響
親水基的作用弱于疏水基;親水性強(qiáng),CMC高;碳?xì)滏滈L(zhǎng)度相同,離子表面活性劑
CMC是非離子表面活性劑CMC的約100倍。非離子表面活性劑:logCMC=A+BnA=-4.0~-6.0,B=0.013~0.046,
n=聚氧乙烯的個(gè)數(shù)離子表面活性劑:
二價(jià)離子表面活性劑CMC>一價(jià)離子當(dāng)前54頁(yè),總共90頁(yè)。5、反離子的影響反離子與表面活性劑離子的結(jié)合力越強(qiáng),CMC越低:I->Br->Cl-,-N+-反離子是表面活性離子或者是大的非極性有機(jī)離子,
CMC降低,活性越強(qiáng)或疏水性越強(qiáng),CMC越低;當(dāng)反離子與表面活性離子具有相同碳?xì)滏湑r(shí),CMC
迅速下降;
C12H25N(CH3)3BrCMC=0.016mol/LC12H25N(CH3)3C12H25SO4CMC=0.4x10-4mol/L當(dāng)前55頁(yè),總共90頁(yè)。6、表面活性劑的種類在碳?xì)滏滈L(zhǎng)相同時(shí),表面活性劑CMC大小順序?yàn)椋悍请x子表面活性劑<陽(yáng)離子表面活性劑<陰離子表面活性劑當(dāng)前56頁(yè),總共90頁(yè)。
第四節(jié)
表面活性劑的復(fù)配規(guī)律復(fù)配:系指表面活性劑相互配合或與其它化合物的配合。適當(dāng)?shù)膹?fù)配體系在增溶、乳化、起泡等性能方面優(yōu)于單一表面活性劑體系,不適當(dāng)?shù)呐湮閷⑵茐谋砻婊钚浴?/p>
NaOH例如:十二醇
+氯磺酸十二烷基硫酸鈉
十二烷基硫酸鈉/十二醇混合物當(dāng)前57頁(yè),總共90頁(yè)。一、中性無(wú)機(jī)鹽的影響
1、對(duì)非離子表面活性劑的影響低濃度鹽對(duì)CMC影響較小,但在高濃度鹽(>0.1mol/l)的存在下出現(xiàn)鹽析或鹽溶作用。對(duì)于聚氧乙烯型表面活性劑,無(wú)機(jī)陰離子的影響強(qiáng)于陽(yáng)離子。鹽析:影響親水鏈的水化,濁點(diǎn)下降,溶解度下降,降低表面張力,但不改變最低表面張力。鹽溶:具有較強(qiáng)電性、本身水化能力強(qiáng)的多價(jià)陽(yáng)離子及H+,Ag+,Li+及陰離子I-,
SCN-促使親水鏈的水化。
當(dāng)前58頁(yè),總共90頁(yè)。中性無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑表面張力的影響
C9H19-C6H4-O-(C2H4O)15HrcH2O0.86mol/lNaCl0.51x10-6M1.6x10-6M當(dāng)前59頁(yè),總共90頁(yè)。2、對(duì)離子表面活性劑的影響少量的無(wú)機(jī)鹽即可引起CMC的下降(主要是反離子結(jié)合率增加),反離子的存在降低表面張力和最低表面張力。反離子水化作用弱或可極化性強(qiáng),減低表面張力程度越大。在較低濃度下有:
lgCMC=A–BlgMM:反離子濃度;B:結(jié)合常數(shù);
RS-M+:B1=0.4~0.6;R-CH2COOK:B=0.57R(S-M+)2:B2=2B1;R-CH(COOK)2B=1.14(RS-)2
M2+:B3=B1/2C12H25SO4NaB=0.503(C12H25SO4)CaB=0.286在無(wú)機(jī)鹽(尢其多價(jià)離子鹽)濃度較大引起膠束形態(tài)或締合數(shù)改變時(shí),上述經(jīng)驗(yàn)式不適用,更高的濃度使溶解度下降而發(fā)生沉淀。當(dāng)前60頁(yè),總共90頁(yè)。中性無(wú)機(jī)鹽對(duì)離子表面活性劑表面張力的影響lgCrH2ONaClNaBr
NaI當(dāng)前61頁(yè),總共90頁(yè)。二、極性有機(jī)化合物的作用
1、脂肪醇的影響(1)脂肪醇鏈長(zhǎng)的影響碳原子個(gè)數(shù)在6-12的脂肪醇可使表面活性劑的表面張力下降,擴(kuò)大增溶能力,增加潤(rùn)濕能力、提高起泡穩(wěn)定性,并隨碳鏈長(zhǎng)度增加影響加大。碳原子數(shù)更大的脂肪醇本身溶解度低,碳原子過(guò)少的醇因其強(qiáng)親水性相反降低上述作用,而具有消泡和破乳作用。當(dāng)前62頁(yè),總共90頁(yè)。(2)脂肪醇濃度的影響rC8H17SO4Na+C8H17OH(1:0.1mol/l)C表C8H17SO4Na當(dāng)前63頁(yè),總共90頁(yè)。2、其它極性有機(jī)化合物的影響短鏈醇:溶解效應(yīng),可作為表面活性劑的助溶劑。強(qiáng)極性物質(zhì):如脲、N-甲基乙酰胺,1,4-二氧六環(huán)等,提高CMC,減弱膠束形成能力。多元醇:如果糖、山梨醇、木糖等可使非離子表面活性劑CMC降低,擴(kuò)大膠束體積,但易發(fā)生相分離及濁點(diǎn)下降。當(dāng)前64頁(yè),總共90頁(yè)。三、表面活性劑混合體系
1、
同系物二個(gè)同系物表面活性劑混合物的表面活性介于兩者之間而更趨于活性較高(即碳鏈更長(zhǎng))的同系物。二個(gè)同系物表面活性劑以一定摩爾比混合時(shí):
離子表面活性劑:
非離子表面活性劑:
當(dāng)前65頁(yè),總共90頁(yè)。2、非離子表面活性劑與離子表面活性劑混合物離子表面活性劑分子間的電斥力減弱,非離子表面活性劑分子通過(guò)極化作用對(duì)離子表面活性劑分子實(shí)現(xiàn)電吸引,增強(qiáng)分子間作用力,增強(qiáng)膠束形成能力。X1X2CalExpCalExpX1X2當(dāng)前66頁(yè),總共90頁(yè)。3、陽(yáng)離子表面活性劑與陰離子表面活性劑混合物帶正負(fù)電荷的表面活性離子在吸附層和膠束中產(chǎn)生強(qiáng)烈相互吸引作用。電荷中和作用產(chǎn)生的復(fù)合物的溶解度下降,但表面活性增強(qiáng)。在不產(chǎn)生復(fù)合物沉淀時(shí),表面張力顯著降低,混合膠束具有兩種表面活性劑的應(yīng)用特點(diǎn),如增溶、乳化、潤(rùn)濕、殺菌等。表面活性劑混合物的增效程度與兩者混合比例有關(guān)及碳鏈長(zhǎng)度有關(guān)。等電荷表面活性劑混合物不受反離子或電解質(zhì)影響。當(dāng)前67頁(yè),總共90頁(yè)。C8H17SO4Na–C8H17N(CH3)3Br混合體系摩爾比CMC(mol/dm-3)表面張力(mN/m)
1:02.6x10-24110:13.3x10-223
1:11.5x10-223
1:102.5x10-223
1:505.0x10-225
0:12.6x10-139當(dāng)前68頁(yè),總共90頁(yè)。
混合增效規(guī)律:疏水碳鏈長(zhǎng)度相等時(shí),碳鏈越長(zhǎng),增效作用越強(qiáng),與非離子表面活性劑性質(zhì)相似;疏水碳鏈長(zhǎng)度不等時(shí),混合物CMC與兩疏水碳鏈總長(zhǎng)有關(guān),碳原子數(shù)越大,CMC越低,增效作用越強(qiáng);2/124/107/710/412/214/0CMCr當(dāng)前69頁(yè),總共90頁(yè)?;旌象w系的表面活性與混合物溶解度有關(guān)混合物溶解度(%,w/w)Tween8040Tween80/Span8035Brij9625Brij96/Brij9830當(dāng)前70頁(yè),總共90頁(yè)。四、水溶性高分子化合物與表面活性劑的復(fù)配1、對(duì)表面張力的作用rCpvp%00.010.050.10.2
1234512345當(dāng)前71頁(yè),總共90頁(yè)。2、對(duì)CMC的影響(1)水溶性高分子吸附表面活性劑;(2)水溶性高分子與表面活性劑形成混合膠束;(3)水溶性高分子與表面活性劑形成不溶性復(fù)合物。(4)水溶性大分子與陰離子表面活性劑作用排序:
PVA<PEG<MC<PVAc<PVP(5)
水溶性大分子與陽(yáng)離子表面活性劑作用排序:
PVP<PEG<PVA<MC<PVAc當(dāng)前72頁(yè),總共90頁(yè)。
五、增溶的藥物及制劑因素
1、解離藥物與相反電荷的表面活性劑的相互作用
氯苯甲烴胺藥物濃度21534氯苯甲烴胺C16C14C12當(dāng)前73頁(yè),總共90頁(yè)。2、解離藥物與非離子表面活性劑的相互作用
Tween80苯甲酸衍生物濃度pH4.4pH4.15pH4.0pH3.62pH3.4pH3.0當(dāng)前74頁(yè),總共90頁(yè)。3、雙組分藥物或附加劑的增溶(1)協(xié)同作用:苯甲酸增加尼泊金乙酯在西土馬哥中的溶解度。(2)競(jìng)爭(zhēng)作用:二氯酚減少尼泊金乙酯在西土馬哥中的溶解度。4、抑菌劑的增溶
溶解度越低,被增溶的可能性越大,抑菌濃度越高。當(dāng)前75頁(yè),總共90頁(yè)。5、增溶相圖增溶體系是溶劑、增溶劑和增溶質(zhì)組成的三元體系,三元體系的最佳比例常通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作三元相圖來(lái)確定。制作三元相圖:按一組比例取增溶劑和增溶質(zhì)混勻,分別滴加蒸餾水,計(jì)算各混濁點(diǎn)處三組分的重量或體積百分?jǐn)?shù),并繪入三角坐標(biāo)圖中。當(dāng)前76頁(yè),總共90頁(yè)。當(dāng)前77頁(yè),總共90頁(yè)。第五節(jié)
表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)
一、對(duì)藥物吸收的影響:表面活性劑的存在可能增加藥物吸收,也可能降低藥物的吸收。若藥物系被增溶在膠束內(nèi),且能順利從膠束內(nèi)擴(kuò)散或膠束本身迅速與胃腸粘膜融合,則可增加吸收,如吐溫80促進(jìn)螺內(nèi)酯口服吸收。當(dāng)前78頁(yè),總共90頁(yè)。溶解生物膜脂質(zhì)增加上皮細(xì)胞的通透性,從而改善吸收,如SDS改進(jìn)頭孢菌素鈉、四環(huán)素、磺胺脒、氨基苯磺酸等的吸收。形成高粘度團(tuán)塊,降低胃空速率,增加藥物吸收,如吐溫80和吐溫85能增加一些難溶性藥物的吸收。但聚氧乙烯類和纖維類表面活性劑增加胃液粘度而阻止藥物向膜面擴(kuò)散,藥物吸收隨粘度上升而下降。濃度的亦有重要影響,如0.01%吐溫80可增加司可巴妥吸收,而1%吐溫80反而降低了司可巴妥吸收。當(dāng)前79頁(yè),總共90頁(yè)。二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的反應(yīng):離子型表面活性劑在酸性或堿性介質(zhì)中都可能與蛋白質(zhì)結(jié)合。①在堿性中,羧基解離,[蛋白質(zhì)]-+[表面活性劑]+→電性結(jié)合;在酸性中,胍基、氨基解離,[蛋白質(zhì)]-+[表面活性劑]+→電性結(jié)合。②蛋白質(zhì)構(gòu)象中的次級(jí)鍵(鹽鍵、氫鍵、疏水鍵)+表面活性劑→鹽鍵、氫鍵、疏水鍵破壞→蛋白質(zhì)內(nèi)部變成無(wú)秩序的疏松狀態(tài)→破壞螺旋
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