药剂学表面活性剂ppt课件

第十章 表面活性剂 1 有关的物理化学概念 2 药物的表面现象 根据物质的聚集状态可以分为气 液 气 固 液 液 液 固 固 固等类型 两相之间紧密接触的过渡面叫界面 其中包含气相的叫表面表面现象 界面现象凡属凝聚相的物质 其表面积与分散程度有关 分散程度越高 表面积越大 表面现象也越突出 3 表面张力 表面张力是研究物质表面现象的最基本和最重要的物理量之一 由于表面层分子与体相分子周围环境不同 对于单组分体系 来自于同一物质在不同相中的密度不同 对于多组分体系来自于界面层的组成与任一相的组成不同表面收缩的动力引起液体表面自动收缩的力称为表面张力 实际是分子间吸引力的一种量度 分子间吸引力大者 表面张力高 4 表面自由能 体系自由能的增值表面张力与表面自由能分别用力学和热力学方法研究液体表面现象 具有不同的物理意义 所用单位也不同 但却具有相同的量纲 当采用适宜的单位时 二者数值可能完全相同 空气 液体 5 影响因素物质的性质分子间引力温度温度升高 表面张力减小由于体系总是趋向于降低表面张力来降低表面自由能 同时缩小表面积才能降低表面自由能 才能趋于稳定 因此 固体和液体表面产生吸附作用 6 第一节 概述 7 一 表面活性剂 surfactant 使液体的表面张力显著下降的物质 还具有增溶 乳化 润湿 去污 杀菌 消泡 起泡等性质 OOOOOOWW 肥皂R COO OOOW OOOW OOOW OOOW 8 二 结构特征 一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成 烃链长度一般在8个碳原子以上 亲油 极性基团可以是解离的离子基团 或是不解离的亲水基团 极性基团可以是羧酸 磺酸 氨基或胺基及它们的盐 也可是羟基 酚胺基 醚键等 9 三 吸附性 1 在溶液中的正吸附表面活性剂分子在水 空气界面产生定向排列 溶液较稀时 溶液表面层的表面活性剂浓度远远大于溶液中的浓度 溶液中的表面张力降到纯水表面张力以下 10 2 在固体表面的吸附 1 极性固体物质 离子表面活性剂在低浓度下 吸收曲线为S型 单分子层 临界饱和浓度 双分吸附 温度增加吸附量减少 2 非极性固体一般只发生单分子吸附 3 非离子表面活性剂吸附量随温度升高而增大 11 第二节表面活性剂的分类 阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性离子表面活性剂 离子表面活性剂非离子表面活性剂 12 一 离子表面活性剂 13 一 阴离子表面活性剂 1 高级脂肪酸盐肥皂类 R COO nMn R为脂肪酸烃链 一般在C11 C17之间 以硬脂酸 油酸 月桂酸常见根据M不同 可分为碱金属皂 碱土金属皂和有机胺皂一般用于外用制剂 易被破坏 H Ca Mg 14 2 硫酸化物R SO4 M 主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯R C12 C18硫酸化油 硫酸化蓖麻油 土尔其红油 去污剂 润湿剂 增溶高级脂肪醇硫酸酯 SDS 十六烷基硫酸钠 十八烷基硫酸钠外用乳膏乳化剂 润湿剂 增溶剂 稳定性好 外用 15 3 磺酸化物R SO3 M 和RC6H5 SO3 M 二辛基琥珀酸磺酸钠 二己基琥珀酸磺酸钠 十二烷基苯磺酸钠甘胆酸钠 牛磺胆酸钠 16 二 阳离子表面活性剂 阳离子起作用 亦称阳性皂结构主要部分是五价氮原子 季铵化物水溶性大 在酸性碱性溶液中较稳定表面活性作用 杀菌作用苯扎溴铵 新洁尔灭 苯扎氯铵 17 三 两性离子表面活性剂 同时有正负电荷基团 在不同pH环境下表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质1 卵磷脂天然豆磷脂 蛋磷脂2 氨基酸型和甜菜碱型合成阴离子是羧酸盐阳离子是季铵盐 胺盐 18 二 非离子表面活性剂 在水中不解离亲水基团 甘油 PEG 山梨醇等多元醇亲油基团 长链脂肪酸 长链脂肪醇 烷基 芳基 19 一 脂肪酸甘油酯HLB3 4W O型辅助乳化剂 二 多元醇型1 蔗糖脂肪酸酯 HLB5 132 脂肪酸山梨坦 HLB1 8 3 8司盘SpanW O3 聚三梨酯 吐温Tween 80O W 20 非离子表面活性剂 三 聚氧乙烯型1 聚氧乙烯脂肪酸酯 卖泽MyrijO W2 聚氧乙烯脂肪醇醚 苄泽Brij 四 聚氧乙烯 聚氧丙烯共聚物HLB0 5 30泊洛沙姆 Poloxamer Pluronic随聚氧丙烯比例增加 亲油性增强 聚氧乙烯增加 亲水性增强Poloxamer188用于静脉乳剂 21 第三节表面活性剂的性质及应用 一 形成胶束 一 概念胶束分子缔合数临界胶束浓度cmc 表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度 22 二 胶束的结构球状 棒状 束状 板状 层状液态液晶态反向胶束三 Cmc的测定电导 黏度 渗透压 密度 光散射等物理性质在CMC时会发生急剧变化结果差异 23 二 亲油亲水平衡值 HLB 从0至40 一 定义值越大 亲水性越强HLB不同 性质不同 O W W O 计算HLB 混合表面活性剂 加和性 HLBab HLBa Wa HLBb Wb Wa Wb 该式适用于非离子表面活性剂 24 HLB3 6W O型乳化剂HLB8 18O W型乳化剂HLB13 18增溶剂HLB7 9润湿剂 二 HLB的理论计算法HLB基团数 25 三 增溶作用 一 胶束增溶 水不溶性 微溶性药物在胶束溶液中溶解度显著增加非洛地平 0 025 吐温 10倍 表 亲水基团 亲油基团 药 极性基团 非极性基团 cmc 表 的量 胶束 增溶量 最大增溶浓度 MAC 26 三 表面活性剂的性质 二 温度对增溶的影响 胶束 增溶质 表 溶解度Krafft点 离子表面活性剂 表 溶解度制备温度 Krafft点昙点 cloudpoint 聚氧乙烯型 表 温度 表析出 破坏氢键 增溶 制备温度 昙点 Tween 20的昙点 80 27 四 表面活性剂的复配 外加物质对胶束的影响 有利 增溶量增加 一 中性无机盐主要是反离子作用对于烃类物质 增加增溶量极性物质 降低增溶量盐析现象阴离子表面活性剂溶解度 对非离子表面活性剂影响较小 高浓度时 使浊点降低 28 二 有机添加剂 碳原子在12以下的脂肪醇增溶量 短链醇 C1 C12 破坏胶束形成极性有机物 CMC 抑制胶束形成 三 水溶性高分子对表面活性剂有吸附作用 CMC但一旦胶束形成 增溶效果显著增强 29 四 表面活性剂混合体系 1 同系物混合体表面活性介于两者之间 更趋于活性较高组分2 非离子型与离子型CMC介于两者之间 或低于其中任意一者的CMC疏水基相同的聚氧乙烯型非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂配伍的协同作用强于与阳离子表面活性剂的配伍3 阳离子型与阴离子型 30 五 表面活性剂增溶作用的应用 增溶相图 三元相图解离药物的增溶多组分增溶质抑菌剂的增溶 活性降低 增加用量表面活性剂溶液的化学稳定性增溶质加入的顺序 31 六 其它应用 润湿剂 乳化剂起泡剂 降低表面张力 HLB高消泡剂 HLB低去污剂消毒剂 杀菌剂 使细菌的蛋白质变性 32 第四节表面活性剂的生物学性质 对药物吸收的影响 1 药物从胶束中的扩散2 生物膜通透性的改变与蛋白质的相互作用 电性结合 破坏毒性 阳 阴 非刺激性 外用 33 新型表面活性剂 1 孪连表面活性剂 geminisurfactant 带有两个疏水链 两个亲水基团 一个桥联基团具有极高的表面活性 水溶液具有特殊的相行为和流变性 34 2 Bola型表面活性剂 一个疏水部分连接两个亲水部分构成 单链型 双链型 半环型表面张力的特点 降低水表面张力的能力不是很强 表面张力 浓度曲线往往出现第二个转折点 在溶液浓度大于第二个转折点后 溶液表面张力保持恒定 CMC很高 Krafft点较低 常温下有较好的溶解性 35 3 可解离型表面活性剂 又称可控半衰期的表面活性剂 是指在完成其应用功能后 通过酸 碱 盐 热或光作用能分解成非表面活性物质或转变成新表面活性化合物的一类表面活性剂 常见的是带有可解离基团的季铵盐 酸解型 碱解型 盐解型 热解型 光解型 易于生物降解 易分离除去 可使解离产物产生新功能 36 4 高分子表面活性剂 M 1000氧化乙烯 硅氧烷共聚物 乙烯亚胺共聚物 乙烯基醚共聚物 烷基酚 甲醛缩合物 氧化乙烯共聚物水溶性高分子物质如 海藻酸钠 CMC Na MC PVP 聚乙烯醇起泡 乳化 增溶等应用与低分子表面活性剂相比 降低表面张力 增溶 渗透能力较弱 乳化能力较强常用作保护胶体 37 5 生物表面活性剂 由细菌 酵母菌 真菌等微生物产生 选择性好 用量少 无毒 能生物降解 无污染 可降低成本糖脂系 酰基羧氨酸系 磷脂系 脂肪系和高分子生物表面活性剂磷脂蛋白质复合物 38