表面活性剂课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,表面活性剂,表面活性剂,表面活性剂,概述,分类,基本性质和应用,生物学性质,表面活性剂概述,第一节 概述,概念,表面活性剂（,surfactant,）,指那些具有很强表面活性，少量即能使液体的,表面张力显著下降,的物质,A surfactant is briefly defined as a material that can,greatly reduce the surface tension,of water when used in very low concentrations.,第一节 概述 概念,一般来说，无机盐和糖类物质可使液体表面张力稍有升高，而一些有机酸、醇、醛则可使液体的表面张力稍有下降，如在溶液中加入肥皂、洗衣粉等时，可使液体表面张力,(surface tension),产生,显著的下降。,表面活性剂具有,增溶、乳化、润湿、杀菌、去污、消泡和起泡,等性质。这是,与一般表面活性物质的重要区别,，而无机盐和低级醇等物质不具备这些性质。,一般来说，无机盐和糖类物质可使液体表面张力,二、表面活性剂的结构特征,亲水基：,1,）羧酸及其可溶性盐,2,）磺酸及其可溶性盐,3,）硫酸酯及其可溶性盐,4,）磷酸基及磷酸酯基,5,）氨基或胺及其盐酸盐,6,）羟基,7,）巯基,8,）酰胺基,9,）醚键,10,）羧酸酯基,二、表面活性剂的结构特征亲水基：,三、表面活性剂的吸附性,在浓度较稀时,表面活性剂几乎都集中在表面上形成单分子层,表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为,正吸附,(active,positive adsorption),三、表面活性剂的吸附性,第二节 分类,分类标准：根据极性基团的解离性质,离子型,(,水中解离,),阴离子型,阳离子型,两性离子型,非离子型,(,水中不解离,),第二节 分类 分类标准：根据极性基团的解离性质,（一）阴离子表面活性剂,肥皂类,系高级脂肪酸的盐，通式为（,RCOO-,）,nMn+,脂肪酸烃链,R,一般在,C11,C17,之间，,M,的不同可分为碱金属皂（软皂，硬皂）、碱土金属皂和有机胺皂（如三乙醇胺皂）等,（,注意高价金属离子的盐析作用,）,磺酸化物,属于有脂肪族磺酸化物、,烷基芳基磺酸化物,和烷基萘磺酸化物等，通式为,RSO3-M+,（一）阴离子表面活性剂肥皂类,硫酸化物,主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类、通式为,ROSO3-M+,，其中脂肪烃链,R,在,C12,C18,范围,十二烷基硫酸钠（,SDS,，月桂酸硫酸钠）,十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）,十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）,硫酸化物,（二）阳离子表面活性剂,起作用部分是,阳离子,(cation),，也称阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价的氮原子，所以称为季铵化物。,在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和,杀菌作用。,常用阳离子表面活性剂：苯扎氯铵（洁尔灭）、苯扎溴铵（新洁尔灭）,（二）阳离子表面活性剂 起作用部分是阳离子(c,（三）两性离子表面活性剂,这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同,pH,值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质,（,1,）卵磷脂（,lecithin,）,是天然的两性离子表面活性剂主要来源是大豆和蛋黄，根据来源不同也可称豆磷脂或蛋黄磷脂。,卵磷脂组成十分复杂包括各种甘油磷脂，如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂,（,2,）氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂,（三）两性离子表面活性剂 这类表面活性剂的分,二、非离子表面活性剂,（一）脂肪酸甘油酯,主要有脂肪酸单甘酯和脂肪酸二甘油酯如单硬脂酸甘油酯等，通式为,RCOOCH2CHOHCH2OH,其表面活性较弱,HLB,为,3,4,，主要用作,w/o,型辅助乳化剂,（二）多元醇型,1,、蔗糖脂肪酸酯,2,、,脂肪酸山梨坦,(,失水山梨醇脂肪酸酯,),商品名为司盘,(Spans),，包括司盘,20,、,40,、,60,、,65,、,80,，,85,3,、,聚山梨酯（聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯）,商品名为吐温,(Tweens),，吐温,20,、,40,、,60,、,65,、,80,、,85,二、非离子表面活性剂（一）脂肪酸甘油酯,（三）聚氧乙烯型,1,、聚氧乙烯脂肪酸酯,商品名为卖泽,(Myrij),，该类表面活性剂有较强水溶性，乳化能力强，为水包油型乳化剂。常用的有聚氧乙烯,40,硬脂酸酯,2,、聚氧乙烯脂肪醇醚,商品名为苄泽,(Brij),，平平加,O(Perogol O),是一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，,HLB,值在,12,18,间，具有较强的亲水性质，,常用作,增溶剂及,o/w,型乳化剂,（四）聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物,又称泊洛沙姆,(poloxamer),，商品名为普流罗尼克,(pluronic),。,Poloxamer 188(Pluronic F68),作为一种水包油型乳化剂，是目前用于静脉乳剂极少数合成乳化剂之一,用本品制备的乳剂能够耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。,（三）聚氧乙烯型,第三节 表面活性剂的基本性质和应用,一、表面活性剂胶束,当表面活性剂在溶液表面的,正吸附,达到饱和时,如继续增加表面活性剂的浓度,不能在表面定向排列的表面活性剂分子则转入体相。这些过剩的表面活性剂分子依赖范德华力聚集在一起形成,亲油基团向内亲水基团向外,在水中稳定分布的胶束,(micelle),。,表面活性剂分子缔合形成胶束的,最低浓度,称为临界胶束浓度,(CMC),。,第三节 表面活性剂的基本性质和应用,表面活性剂课件,(,二,),胶束的结构,(二)胶束的结构,（三）,CMC,测定,处于,CMC,时：,溶液的,表面张力（,surface tension,）,摩尔电导,(moleconductance),粘度,(viscosity),渗透压,(osmotic pressure),密度,(density),光散射,(light scattering),等多种物理性质发生急剧变化,换句话说，溶液物理性质发生急剧变化时,的浓度即该表面活性剂的,CMC,（三）CMC测定处于CMC时：溶液的表面张力（surface,测定,CMC,常用的几种方法：,1,）表面张力法,2,）电导法,3,）光散射法,4,）染料法,测定CMC常用的几种方法：,二、亲水亲油平衡值,（一）,HLB,值的概念,表面活性剂分子中亲水和亲油基团对水的综合亲合力称为,HLB,，一般将表面活性剂的,HLB,值范围限定在,0,40,间，对于一个已知的或给定的油相，用不同,HLB,值的乳化剂将其乳化时，必有一个,HLB,值为最适,HLB,值，此时形成的乳剂最稳定。,亲水性表面活性剂有较高的,HLB,值，亲油性表面活性剂有较低的,HLB,值。表面活性剂的,HLB,值与其应用性质有密切关系,HLB,值在,3,6,的表面活性剂适合用作,W/O,型乳化剂,HLB,值在,8,18,的表面活性剂适合于,O/W,型乳化剂,二、亲水亲油平衡值,表面活性剂课件,表面活性剂课件,第三节 基本性质和应用,HLB,值的加和性（非离子型）,举例：,45,司盘,60,（,HLB,4.7,）和,55,吐温,60,（,HLB,14.9,）组成的混合表面活性剂的,HLB,值,?,(454.7+5514.9)/(45+55),10.31,注意：,不能用于,混合离子型表面活性剂,HLB,值的计算,第三节 基本性质和应用HLB值的加和性（非离子型）,第三节 基本性质和应用,（二）理论计算法,分子的,HLB,值,=,分子中各个基团的,HLB,值的贡献之和，,这些数值称为,HLB,基团数,(group number),。将每个,HLB,基团数代入下式即可求出表面活性剂的,HLB,值该计算值与一些实验测定法的结果有很好的一致性,HLB=(,亲水基,HLB,数,),(,亲油基,HLB,数,),7,第三节 基本性质和应用（二）理论计算法,HLB,值的测定和计算方法,2,、多元醇脂肪酸类的,HLB,值计算,HLB,20,（,1,S/A,）,1,、界面张力法,3,、混合乳化剂,HLB,值的计算,4,、天然乳化剂的测定方法,HLB=R-,（,HS,）,/N,5,、搅拌离心法,6,、计算乳化剂,HLB,值公式：,HLB,7,11.7lgM,w,/M,o,HLB值的测定和计算方法2、多元醇脂肪酸类的HLB值计算1、,三、表面活性剂的增溶作用,(Solubilization),（一）胶束增溶,(micellar solubilizing),表面活性剂在水溶液中达到,CMC,后，一些水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加形成透明胶体溶液，这种作用即是增溶。起增溶作用的表面活性剂称为,增溶剂,被增溶的物质称为,增溶质,。,例子：甲酚在水中溶解度仅,2,左右，但在肥皂溶液中增加到,50,当表面活性剂用量固定和增溶达到饱和的浓度即为,最大增溶浓度,(MAC),例子：,1g,十二烷基硫酸钠可增溶,0.262g,黄体酮,1g,吐温,80,或吐温,20,可分别增溶,0.19g,和,0.25g,丁香油,三、表面活性剂的增溶作用(Solubilization),（二）温度对增溶的影响,1,）影响胶束的形成性质；,2,）影响增溶质的溶解性质；,3,）影响表面活性剂的溶解度,对于离子表面活性剂受影响的主要是,2,）和,3,）,（二）温度对增溶的影响对于离子表面活性剂受影响的主要是2）,1,、,Krafft,点,1、Krafft点,从图中可看出随温度升高，离子表面活性剂的溶,解度在某一温度急剧升高，此转折点（拐点）相对应,的温度称为,Krafft,点,而此点对应的溶解度即为该离子表面活性剂的,CMC,。,当溶液中表面活性剂的浓度未超过溶解度时，溶液为真溶液，,当继续加入表面活性剂时，则有过量表面活性剂析出,而此,时升高温度，体系又成为澄明溶液。,但与,I,相不同，,III,相是表面活性剂的,胶束溶液、胶束相和固相共存的温度,从图中可看出随温度升高，离子表面活性剂的溶,对于每一种离子表面活性剂,Krafft,点是一特值。,Krafft,点,越高,，,CMC,越小,在,Krafft,点以上，随温度升高，分子热运动加剧，形成的胶束可能发生离散而使,CMC,升高。换句话说,Krafft,点是表面活性剂使用温度的下限或者说,只有在温度高于,Krafft,点时表面活性剂才能最大限度地发挥效能,。例如十二烷基硫酸钠的,Krafft,点为,8,左右而十二烷基磺酸钠的,Kraafft,点为,70,，显然后者在室温的表面活性不够理想。,对于每一种离子表面活性剂,Krafft点是一,Krafft,点小节,Krafft,点是离子型表面活性剂的特征值。,只有温度超过,K,点，才能形成胶团增溶。,K,点越低，增溶能力越好。,Krafft点小节,2,、起昙与昙点,与离子表面活性剂相反，对于,聚氧乙烯型非离子表面活性剂,，随温度升高，导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，水合能力下降，临界胶束浓度（,CMC,）降低，胶束数量增加，对增溶质的增溶量增大。但当温度上升到一定程度时，,聚氧乙烯链脱水发生强烈收缩，使增溶空间减小,，增溶能力下降，,溶解度急剧下降,表面活性剂从溶液中析出溶液出现混浊的温度即为,浊点,或,昙点,(cloud point),。,浊点时聚氧乙烯型非离子表面活性剂的一个特征值，在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低，相反则越高。,说明：,1,聚氧乙烯型非离子表面活性剂具有浊点,2,聚氧乙烯链脱水收缩，溶解度急剧下降导致析出,2、起昙与昙点,表面活性剂的生物学性质,1,表面活性剂对药物吸收的影响,表面活性剂溶解生物膜脂质，增加上皮细胞的通透性，从而改善吸收。如十二烷基硫酸钠改进头孢菌素钠、四环素、磺胺脒、氨基苯磺酸等药物的吸收,2,表面活性剂与蛋白质的相互作