药用高分子材料学复习重点

第一章 绪论1、高分子分别在传统制剂、现代制剂中的作用 答：在传统剂型中的应用的高分子材料：如作为片剂的赋形剂、黏合剂、润滑剂等。 在现代制剂中高分子作为应用在控释、缓释制剂和靶向制剂中，如做微丸的赋形剂、缓释包衣的衣膜以 及特殊装置的器件。包装用材料。药用辅料的定义 答：辅料是经过安全评价的、有助于剂型的制备以及保护、支持，提高药物或制剂有效成分稳定性和生 物利用度的材料。第二章 高分子的结构、合成和化学反应聚合物的结构式答：聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS） 聚氯乙烯（PVC）聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）聚乙酸乙烯酯（PVAc）聚乙烯醇（PVA）纤维素尼龙-66按照性能和用途进行的高分子材料分类 答：五大类，塑料、橡胶、纤维，涂料以及黏合剂。自由基聚合的基元反应答：（1）链引发 引发剂I分解，形成初级自由基R；初级自由基与单体加成，形成单体自由基。（2）链增长。链增长反应的两个特征：i. 放热反应ii. 活化能低，反应速率很大（3）链终止（4）链转移。特点：活性中心并未减少，降低聚合度，导致支化、交联等。i. 向单体转移。ii.向引发剂转移。iii.向大分子转移。iv.向溶剂转移。聚合度变小、不变、变大的化学反应类型答：1. “ n不变”：聚合物侧基反应，分子主链不发生变化。a.引入新功能基，如聚乙烯的氯化与氯磺化 b.功能基转化2. “n变大”：交联反应、接枝反应、扩链反应和嵌段。3. “n减小”：光降解、热降解。其中包括解聚、无规断链、侧基和低分子物的脱除等反应聚合物的化学反应特征答：聚合物的化学反应往往不完全且不均匀，具有局部反应的特点。 聚合物的化学反应十分复杂，不易制得含有同一基团的“纯”的高分子。 在基团转化率不高的情况下，聚合物的性质可能发生较大的变化，而小分子一般需要等摩尔试剂。 聚合物相对分子量的表示、相对分子质量答：1.数均分子量 Mn= w/n =EniMi/Eni =ENM.2重均分子量 Mw=EWiMi/EWi=EniMi2/EniMi 13.粘均分子量 Mn=E（W./ EM. ） M. 1/aniiia第三章 高分子材料的物理化学性质聚合物的溶解过程、溶解过程热力学、溶剂的选择原则答： 1.溶解过程分两个阶段：溶胀与溶解 溶胀：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀。 溶解：高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。 聚合物溶解过程的热力学溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互混合的过程，在恒温恒压下，这种过程能自发进行的必要条件是Gibbs自由能的变化A GmvO。（1）极性高聚物在极性溶剂中，溶解放热（AHm 0）,使体系的自由能降低（AGm 0，故只有在丨AHm丨 丨TA Sm丨时才能满足上式的溶 解条件，也就是说升高温度T或减小A Hm才可能使体系自发进行。溶剂选择有三个原则：1. 极性相似原则2. 溶度参数相近原则3. 溶剂化原则力学三态温度运动单元和T值力学性质玻璃态Tg以下链段（侧基，支链，链节）仍 处于冻结状态（即链段运动的 T值无穷大，无法观象）/受力变形很小，去力后立即恢复（可逆），虎克型弹 性（普弹性）模量：10111012达因/cm?咼弹态Tg Tf链段运动（但分子链的T值还 是很大，不能看到）受力变形很大，去力后可恢复（可逆），虎克型弹性（高弹性）模量：106108达因/cm2粘流态Tf以上大分子链与大分子链之间发 生相对位移（分子链的T值缩 短到与实验观察时间相同的 数量级）流动变形不可逆，外力除去后变形不能恢复高分子分子运动的时温等效性答： 分子运动的温度依赖性 温度对高分子运动的两个作用：1. 使运动单元动能增加，令其活化2. 温度升高，体积膨胀，提供了运动单元可以活动的自由空间 升高温度可使松弛时间变短，我们可以在较短的时间就能观察到松弛现象；如果不升温，则只有延 长观察时间才能观察到这一松弛现象。升温与延长观察时间是等效的（时温等效）凝胶的概念、结构和性质答：概念：指溶胀的三维网状结构高分子，即聚合物分子间相互连结，形成空间网状结构，二在网状结 构的孔隙中又填充了液体介质，这样的一种分散体系。化学凝胶一一大分子通过共价键连接形成网状结构的凝胶（不可逆凝胶）；性质：不溶不熔物理凝胶一一大分子间通过非共价键相互连结，形成网状结构。（可逆凝胶：外界条件） 性质：可形成溶液高分子材料的热一形变曲线Fick第一定律和非Fick定律的描述对象答：Fick第一定律：稳态扩散的药物流量非Fick扩散一一主要发生在玻璃态的亲水聚合物体系，通常是水凝胶第四章 药用天然高分子材料各天然药用高分子材料的结构答：淀粉：纤维素： 海藻酸：甲壳质：透明质酸钠：聚电解质的性质和聚电解质的归属答：性质：也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电 离的基团。聚电解质效应：溶液的比浓黏度随溶液的稀释而升高，在达到某一最大值后，又随下一步稀 释而下降。在无盐的水溶液中，比浓粘度通常随着稀释而增加，反离子对聚离子的中和作用减弱，使链 伸展，因此粘度增大。只有在适当浓度的盐溶液总才呈线性关系。归属：水溶性高分子淀粉的老化概念、本质；糊化概念、本质。以及两者的关系 答：淀粉凝胶经长期放置，会变成不透明甚至发生沉淀现象，称为“老化”或“衰退”作用。其原因是 由于淀粉分子很多一OH,放置后分子间彼此吸引并通过氢键与邻近分子结合，它们与水的亲和力低，故 易于从水溶液中分离，浓度低时生成沉淀，浓度高时，由于氢键作用，糊化的淀粉分子又自动排列成序， 形成致密的三位网状结构。故老化可视为糊化的逆转，但老化不可能使淀粉彻底逆转复原成生淀粉的结 构状态。淀粉在水中加热至6070 C,开始膨化，至糊化温度时（7075 C）,瞬时大量膨化，体积 增加数倍，此时双折射消失，淀粉粒破裂，视浓度不同，可形成糊、凝胶或溶胶。淀粉形成均匀糊状溶 液的现象称为糊化。纤维素的衍生物类别。 P115 纤维素酯类 ：醋酸纤维素、纤维醋法酯、醋酸丁酸纤维素 纤维素醚类：羧甲纤维素钠、交联羧甲纤维素钠、羧甲纤维素钙、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙纤 维素、羟丙纤维素、羟丙甲纤维素 纤维素醚的酯类羧甲基纤维素钠和交联羧甲基纤维素钠在药物制剂应用中的最大区别答：羧甲基纤维素钠主要由于其增黏的特性，而广泛用于口服和局部用药物制剂。它的黏稠水溶液在局 部、口服或注射用制剂中用作助悬剂。交联羧甲基纤维素钠的特点是不溶于水而吸水性良好，故主要用 作口服制剂的崩解剂，并能加速药物溶出。增塑剂的意义答：增塑剂分子插入聚合物分子间，消弱链间的相互作用力，增加聚合物柔性，降低玻璃化转变温度 熔点、软化温度等，以改善聚合物制品的柔软性、弹性、抗冲击性和耐寒性。几种主要的天然药用高分子材料的来源 答：淀粉：广泛存在于绿色植物的须根和种子中 纤维素：广泛存在于自然界中，主要来自棉纤维，少数来自木材 海藻酸：主要来源是巨型海藻，褐藻的细胞膜组成成分。盛产于各大海洋沿岸 阿拉伯胶：系豆科茎及枝渗出的干燥胶状物，产于阿拉伯国家干旱高地 甲壳质：来源于昆虫，甲壳类（虾、蟹）等动物的外骨骼壳聚糖：是甲壳质充分水解后形成的水溶性胺盐透明质酸钠：存在于脊椎动物结缔组织的细胞间隙或胶朊微丝的间隙及关节滑液，眼玻璃体，人脐带 公鸡冠，皮肤等生物组织中透明质酸、阿拉伯胶在医药卫生领域的应用答：透明质酸：眼科、皮肤科（润湿剂）靶向给药 眼科“黏性手术”的必备药品（黏性填充液） 缓释制剂载体：突释性大大减小 新型医用生物材料：生物润滑剂、弹性保护剂、填充剂、吸水剂 等在骨科、外科方面的应用 关节液及软骨基质的主要成分，对关节软骨有营养、润滑、保护及修复 功能对细胞的屏蔽作用血管生成作用对创伤的愈合作用对肿瘤的转移作用阿拉伯胶：（1）黏合剂：10%25%含量的水溶液中，黏附力强，可做片剂、丸剂等固体制剂的黏合 剂 （2）乳化剂 可供制造内服用的油包水型乳剂，不宜外用（3）微囊材料、助悬稳定剂、增稠剂。第五章药用合成高分子材料1、易溶于水的合成高分子材料答:聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸钠PAANa （PAAS）、聚乙烯醇PVA、聚乙烯基吡咯烷酮（聚维酮）PVP、 聚乙二醇PEG、泊洛沙姆2、几种合成高分子的合成方法、结构式聚丙烯酸PAA合成方法：1、可以用相应的单体直接在水介质中聚合（丙烯酸单体的自由基聚合制备） 而得，以硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢为引发剂，温度控制在50100C2、通过非水介质的聚合反应制备，以过氧化苯甲酰或偶氮异丁腈为引发剂3、相应聚合物的水解，在聚丙烯酸酯的悬浮液或乳液中加入氢氧化钠水溶液，并加热至100 C聚丙烯酸钠PAAS合成方法：1、氢氧化钠中和聚丙酸水溶液制取2、用丙烯酸钠直接在水中聚合制取（但在用碱中和丙烯酸制备丙烯酸钠单体时，有大量中和热产生，很 容易同时导致聚合）3、少量的聚丙烯酸钠利用聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺或聚丙烯腈的碱水解反应制备COOHC0O5a交联聚丙烯酸钠是以丙烯酸钠为单位，在水溶性氧化-还原引发体系和交联剂存在下经沉淀聚合形成的水 不溶性聚合物。CHs- CH CHj- CH CH.- CH CHIII_ IICOONa 丄COONaRRII十匚 11戈_CHCHiCHCH CHjCHCOONaCOONa聚乙烯醇合成方法：1、由聚醋酸乙烯在甲醇、乙醇或乙酸甲酯等溶剂中进行醇解得到（具体见下一题）聚维酮合成方法：由N-乙烯基-2-吡咯烷酮（VP）单体催化聚合生成（具体见第5题） 聚乙二醇合成方法：环氧乙烷和水或用乙二醇逐步加成聚合得到的分子量较低的一类水溶性聚醚十h2oCHCHj11 3 HO-kCHj-CHj-O 1戶3、聚乙烯醇的制备、规格表示意义、溶解性、应用聚乙烯醇不能由乙烯醇单体聚合而成，因为乙烯醇极不稳定，不存在乙烯醇单体。聚乙烯醇是由聚醋酸 乙烯醇解制备得到，碱催化醇解的反应式如下：H； H-+c -Clir+nCSHOHKQH 灯ocacHjH畫上日f-t- -CL-tc 下忙+ chjCooctH.OHOCOCHi规格：PVA05 88、PVA17 88、PVA1799前一组数字乘100为聚合度，后一组数字为醇解度溶解性：极强亲水性。溶于热水或冷水中。在水中的溶解度与分子量和醇解度有关。相对分子质量越大, 结晶性越强，水溶性越差，但水溶性的粘度相应增加。醇解度是影响溶解性的主要因素。醇解度50%以下：不溶于水；80%以下：昙点；一一微囊的辅料应用（1）药物膜片基材（2）液体、半固体制剂中的应用（3） PVA凝胶的药物释放（4）微囊（载药微粒）的应用（5）经皮给药系统4、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠的合成及在药物制剂中的应用应用：药剂：基质、增稠剂、分散剂、增粘剂（软膏、乳膏、搽剂、巴布剂等外用药剂）、黏附制剂 食品：保鲜剂、粘合剂化妆品：增稠剂5、聚乙烯基吡咯烷酮（聚维酮）的合成、性质及作为药用辅料在药物制剂中的应用合成方法：由N-乙烯基-2-吡咯烷酮单体催化聚合生成聚合方法（常用）：溶液聚合1.0X104 （相对分子质量）悬浮聚合：1.0X106 （相对分子质量）注：较少采用本体聚合，因为本体聚合时反应热不易移除，使产品质量欠佳。性质：（1）性状白色至乳白色粉末，无嗅，可压性良好。Tg： 175C。极易吸湿（2）溶解性易溶于水，极易溶于有机溶剂（3）溶液黏度与分子量和溶剂有关分子量越大，浓度越大。（4）化学反应性：化学惰性（5）生物特性及安全性：良好的生理特性，优良的生物相容性。安全无毒。静脉注射偶有休克反应。应用（1）黏合剂（2）固体分散体载体（3）药物的缓释和控释（4）分散稳定剂或助溶剂（5） 包衣材 料或成膜剂（6）眼用药水的助剂6、交联聚维酮的交联键性质、与非交联的应用区别交联聚维酮 性质:高度物理交联：（氢键） 交联聚维酮应用（1）崩解剂（2）干性黏合剂、填充剂、赋形剂第六章 其他药用高分子材料、预制品两亲性的乳酸共聚物聚乳酸的制备方法及其优缺点、降解制备方法：乳酸直接缩聚制备先将乳酸制成二聚体丙交酯，然后在算催化剂及有机金属化合物催 化剂存在下开环聚合优缺点：降解：首先发生在聚合物无定形区，降解后形成的较小分子链可能重排成结晶，古结晶度在降解开始阶 段有时会升高，在约21天后，结晶区大分子开始降解，机械强度减弱， 50 天后，结晶区完全消失聚乳酸和聚乳酸、乙醇酸等共聚物的性能区别熔点：聚乙醇聚乳酸聚己内酯。结晶度：聚乙醇聚乳酸聚己内酯。Tg聚乳酸聚乙醇聚己内酯第七章 药品包装用高分子材料PVC 的毒性来源 聚氯乙烯本身无毒，但残留单体氯乙烯及其加工助剂（特别是稳定剂锡化合物）都有一定毒性。三大塑料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP ）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）