第十章表面活性劑藥劑學演示文稿

第十章表面活性劑藥劑學演示文稿第一頁，共五十三頁。優(yōu)選第十章表面活性劑藥劑學第二頁，共五十三頁。表面活性劑概述表面張力:一種使表面分子具有向內運動的趨勢,并使表面自動收縮到最小面積的力.一定條件下的任何純液體都具有表面張力水溶液表面張力的大小因溶質不同而改變表面活性使液體表面張力降低的性質定義：使液體表面張力下降且顯著下降的物質surfactant第三頁，共五十三頁。第一節(jié)概述一、定義表面活性劑(surfactant)是指那些具有很強表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質。σ

1

23c圖1表面張力等溫線第四頁，共五十三頁。兩親結構二、表面活性劑的結構特點親油基（碳氫鏈R-、

C8~C18之間）親水基（-OH、COO-、

-NH2、-COOR)親油基親水基第五頁，共五十三頁。非極性親油碳氫鏈hydrophobicgroup表活劑結構極性親水基團hydrophilicgroupstructuresurfactant第六頁，共五十三頁。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，最外層呈現(xiàn)出碳氫鏈性質，體現(xiàn)出較低的表面張力，進而產生較好的潤濕性、乳化性、起泡性等。當表面活性劑濃度低時，降低表面張力很顯著，它的表面活性越強。三、表面活性劑的吸附性1.表面活性劑分子在溶液中的正吸附第七頁，共五十三頁。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，使固體表面性質發(fā)生改變。對于極性固體物質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，轉為雙層吸附。對于非極性固體，一般只發(fā)生單分子層吸附。三、表面活性劑的吸附性2.表面活性劑在固體表面的吸附第八頁，共五十三頁。表面活性劑在溶液表面的吸附

水第九頁，共五十三頁。界面效應界面定向表面活性劑在界面上會定向排列成分子層界面吸附

達到平衡時，表面活性劑溶質在界面上的濃度要大于在溶液整體中的濃度surfactant第十頁，共五十三頁。第二節(jié)表面活性劑的分類表面活性劑

離子型（水中能電離）

非離子型（水中不電離）多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯型陰離子型陽離子型兩性型第十一頁，共五十三頁。陰離子型表面活性劑結構親油基主要為烷基、異烷基、烷基苯等，親水基主要為水溶性鹽類。1肥皂類(RCOO-M+)2硫酸化物(ROSO3-M+)3磺酸化物

(RSO3-M+)第十二頁，共五十三頁。一、離子表面活性劑1、高級脂肪酸鹽：

①通式：(RCOO-)nMn+②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)③性質：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質使之鹽析。

④應用：具有一定的刺激性，用于外用制劑。（一）陰離子表面活性劑第十三頁，共五十三頁。2、硫酸化物①通式：R·O·SO3-M+②分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。

③性質：可與水混溶，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。

④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。

第十四頁，共五十三頁。3、磺酸化物

①通式：R·SO3-M+

②分類：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸鈉；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：水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。

④應用：黏度低、去污力、油脂分散力都強，常用優(yōu)良洗滌劑。

第十五頁，共五十三頁。陽離子型表面活性劑結構五價氮原子：季銨鹽(RNR3’+A-)特點：水溶性大，酸、堿性溶液中均穩(wěn)定殺菌作用強，主要用于防腐殺菌不能與大分子陰離子藥物共用surfactant第十六頁，共五十三頁。1.結構：含有一個五價氮原子，帶正電荷。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。但易與一些大分子陰離子藥物發(fā)生沉淀。

3.應用：殺菌；防腐；毒性大，主要用于皮膚、粘膜和手術器械的消毒。4.常用品種：①苯扎氯銨(潔爾滅)；②苯扎溴銨

(新潔爾滅)（二）陽離子表面活性劑第十七頁，共五十三頁。兩性表面活性劑結構卵磷脂是天然兩性表活劑人工合成兩性表面活性劑：

氨基酸型、甜菜堿型特點：適于任何pH溶液性質：堿性-陰離子性質，起泡性好，去污性強酸性-陽離子性質，殺菌力強，毒性小第十八頁，共五十三頁。分子結構上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，隨介質的pH可成陽或陰離子型。卵磷脂：不溶于水，可作注射用乳劑的乳化劑、脂質體主要原料；氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。后者最大優(yōu)點：適用于任何pH溶液，在等電點時也無沉淀。性質：堿性水溶液中呈陰離子性質，去污力強；

酸性水溶液中呈陽離子性質，殺菌力強。

（三）兩性離子表面活性劑第十九頁，共五十三頁。1.結構組成①親水基團

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③親水基和親油基以酯鍵、醚鍵結合2.性質：

毒性小，不解離，不受pH的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，廣泛應用于外用、內服、注射制劑。二、非離子表面活性劑第二十頁，共五十三頁。（一）脂肪酸甘油酯

種類：有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。性質：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，HLB為3~4。應用：主要用作W/O型輔助乳化劑。

常用品種第二十一頁，共五十三頁。（二）多元醇型

1.蔗糖脂肪酸酯種類：單酯、二酯、三酯及多酯。性質：在酸、堿及酶等作用下易水解成游離脂肪酸和蔗糖，HLB為5~13。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，但在水和甘油中加熱可形成凝膠。應用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。常用品種第二十二頁，共五十三頁。2.脂肪酸山梨坦（司盤類

Spans）

O

CH2COOROHOHOH不溶于水，易溶于乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值小，常用作W/O型乳化劑。司盤20（月桂山梨坦）司盤40（棕櫚山梨坦）司盤60（硬脂山梨坦）司盤65（三硬脂山梨坦）司盤80（油酸山梨坦）司盤85（三油酸山梨坦）司盤分子通式常用品種第二十三頁，共五十三頁。3.聚山梨酯(吐溫Tweens)

O

CH2COORO(C2H4O)HO(C2H4O)H

O(C2H4O)H易溶于水和乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值大，常用作O/W型乳化劑、增溶劑。聚山梨酯20(吐溫20)

聚山梨酯40(吐溫40)

聚山梨酯60(吐溫60)

聚山梨酯65(吐溫65)

聚山梨酯80(吐溫80)

聚山梨酯85(吐溫85)吐溫分子通式常用品種第二十四頁，共五十三頁。1.聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤類，Myrij）通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH品種：

Myrij-45Myrij-49Myrij-51Myrij-52Myrij-53應用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。（三）聚氧乙烯型常用品種第二十五頁，共五十三頁。2.聚氧乙烯脂肪醇醚

通式：R·O·(CH2OCH2)nH產品:

（1）芐澤類(Brij)，如Brij-30、Brij-35，作O/W乳化劑。（2）西土馬哥(cetomacrogol)為O/W型乳化劑或揮發(fā)油增溶劑。（3）平平加O(perogolO)（4）埃莫爾弗(emlphor)

易溶于水和醇及多種有機溶劑，

HLB為12~18，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。常用品種第二十六頁，共五十三頁。又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性質：為淡黃色液體或固體；分子量1000~10000以上；HLB值為0.5~30；聚氧丙烯為親油基；聚氧乙烯為親水性基；具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。Poloxamer188(pluronicF68)特點：無毒、無抗原性、無致敏性、無刺激性、化學性質穩(wěn)定，可作為靜脈乳劑o/w型乳化劑，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。（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品種第二十七頁，共五十三頁。第三節(jié)表面活性劑的基本性質（一）臨界膠束濃度膠束（micelles)：當水溶液內表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時，依靠自身的范德華力相互聚集，形成親油基向內，親水基向外的分子締合體，稱為膠束。

臨界膠束濃度（

criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。一、表面活性劑膠束第二十八頁，共五十三頁。生成膠束臨界膠束濃度CriticalMicelleConcentration（C.M.C.）形成膠束所需的最低濃度圖1：達CMC之前，絕大部分吸附于表面少數(shù)溶解圖2：達CMC時，形成表面膜并開始有大型球狀膠束形成圖3：大于CMC時，大量大型膠束形成圖1圖2圖3膠束形成過程surfactant第二十九頁，共五十三頁。生成膠束在CMC時，表面張力達最小到達CMC后，膠束數(shù)量與表劑濃度成正比相同親水基團的同系列表劑，親油基團越大CMC越小surfactant第三十頁，共五十三頁。膠束的結構

溶液中表活劑濃度>20%從球形到層狀--碳氫鏈從紊亂到有序--從液態(tài)向液晶態(tài)--表現(xiàn)出光學各向異性surfactant第三十一頁，共五十三頁。（二）膠束的結構

第三十二頁，共五十三頁。CMC時，溶液表面張力基本達到最低值，溶液的多種物理性質如摩爾電導、粘度、滲透壓、密度、光散射等多種物理性質發(fā)生急劇變化。利用這些性質與表面活性劑濃度之間的關系，可推測出表面活性劑的臨界膠束濃度。溫度、濃度、電解質、pH值等因素對測定結果也會產生影響。（三）臨界膠束濃度的測定

第三十三頁，共五十三頁。二、親水親油平衡值（一）HLB值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親合力。數(shù)值范圍：HLB值范圍為0~40，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為0~20。HLB

值愈大，親水性愈強；HLB

值愈大，親水性愈強；HLB

值愈小，親油性愈強。值愈小，親油性愈強。第三十四頁，共五十三頁。第三十五頁，共五十三頁。表面活性劑的HLB值應用范圍HLB=3~8

可作為W/O型乳化劑HLB=7~9

可作為潤濕劑HLB=8~18

可作為O/W型乳化劑HLB=15以上可作為增溶劑1815129630

增溶劑去污劑O/W乳化劑潤濕劑W/O乳化劑消泡劑圖3不同HLB表面活性劑適用范圍第三十六頁，共五十三頁。(1)非離子型表面活性劑的HLB值具有加和性，混合后的HLB值可通過經驗式求得：

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)

(2)理論計算法：如果HLB值是由表面活性劑分子中各結構基團貢獻的總和，則每個基團對HLB值的貢獻可用HLB基團數(shù)表示，則：

HLB=∑(親水基團HLB)+∑(親油基團HLB)+7HLB值的計算第三十七頁，共五十三頁。第三十八頁，共五十三頁。三、表面活性劑的增溶作用（一）膠束增溶表面活性劑在水溶液中達到CMC后，難溶性藥物的溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物在表面活性劑溶液中增溶，形成澄明溶液及提高濃度。第三十九頁，共五十三頁。膠束增溶體系是熱力學穩(wěn)定體系也是熱力學平衡體系。表面活性劑濃度達CMC以上時，形成“膠束”以增溶。增溶劑指具有增溶能力的表面活性劑，被增溶物質稱為增溶質。表面活性劑用量為1g時增溶藥物達到飽和濃度即為最大增溶濃度(maximumadditiveconcentration,MAC)。一定條件下，增溶濃度是恒定值。如1g吐溫80可增溶0.19g丁香油。表面活性劑CMC越低、締合數(shù)越大，MAC就越高。第四十頁，共五十三頁。（二）溫度對增溶的影響1.krafft點krafft點：離子表面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高，當至某一溫度時，其溶解度急劇升高，該溫度稱為krafft點，相對應的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。

krafft點是離子表面活性劑的特征值，krafft點越高，則CMC越小。

krafft點亦是離子表面活性劑應用溫度的下限，即只有高于krafft點，表面活性劑才能更大程度地發(fā)揮作用。第四十一頁，共五十三頁。第四十二頁，共五十三頁。2.起曇與曇點聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高至某一溫度時，其溶解度急劇下降并析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱為起曇，此時溫度稱為曇點(或濁點）。原因：溫度升高到一定程度時，可導致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，聚氧乙烯鏈發(fā)生強烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表面活劑溶解度急劇降低。在聚氧乙烯鏈相同時，碳氫鏈越長，濁點越低；在碳氫鏈長相同時，聚氧乙烯鏈越長則濁點越高。第四十三頁，共五十三頁。四、表面活性劑的生物學性質表面活性劑可能增加藥物吸收，也可能降低藥物的吸收。若藥物被增溶在膠束內，且能順利從膠束內擴散或膠束迅速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；表面活性劑溶解生物膜脂質，增加上皮細胞的通透性，從而改善吸收；形成高粘度團塊，降低胃空速率，增加藥物吸收。（一）對藥物吸收的影響第四十四頁，共五十三頁。離子型表面活性劑在酸性或堿性介質中都可能與蛋白質結合。①蛋白質在堿性下，羧基解離而帶負電荷時，與陽離子表面活性劑發(fā)生電性結合；②蛋白質在酸性下，氨基或胺基解離而帶正電荷時，與陰離子表面活性劑發(fā)生電性結合。表面活性劑還可破壞蛋白質結構中的鹽鍵、氫鍵和疏水鍵，使蛋白質的螺旋結構被破壞，最終蛋白質發(fā)生變性。（二）表面活性劑與蛋白質的相互作用第四十五頁，共五十三頁。1.表面活性劑毒性大?。阂话闶顷栯x子型>陰離子型>非離子型2.口服給藥：陽離子型>陰離子型>非離子型，非離子型表面活性劑口服一般沒有毒性。3.靜脈給藥的毒性>口服，其中仍非離子型毒性較低，Poloxamer188靜脈注射毒性很低。4.溶血作用：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。

（三）表面活性劑的毒性第四十六頁，共五十三頁。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。

（四）表面活性劑的刺激性第四十七頁，共五十三頁