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1、1,第四章：表面活性剂,药剂学,2,冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真是太可悲了。但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。英国著名界面化学家Ckint,3,4,5,6,打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，液体泡沫。面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫,7,增稠剂,乳化剂,色素,甜味素,8,本章主要内容:,第一节 表面现象与表面活性剂第二节表面活性剂的应用,9,目的和要求,1.掌握表面活性剂的概念和结构特征。2.熟悉表面活性剂的分类。3.掌握亲水亲油
2、平衡值（HLB)的计算和应用。4.理解并掌握表面活性剂的基本性质及其应用。,10,一：界面，表面和界面现象，表面现象的含义(熟）,你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？,11,“泡”就是由液体薄膜包围着气体。,泡沫的形成及其稳定性,“泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。,12,界面，表面和界面现象，表面现象的含义,界面：是指物质的相与相之间的交界面。相：指体系中物理和化学性质均匀的部分,相与相之间有明显的界面。你知道物质有哪三个相呢？固相，液相，气相，三个相常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。,13,14,气
3、-固界面,15,液-液界面,16,液-固界面,17,固-固界面,18,表面与界面的区别.表面现象,通常将气一固，气一液界面称为表面！若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。但由于历史的原因,表面与界面常常混用表面现象：是指在物质相与相之间的表面（界面）上，由于表面分子与内部分子性质的差异，而产生的一系列物理化学现象。,19,表面现象在药物制剂的生产及机体对药物的吸收过程中随处可见,乳状液和混悬液型的液体药剂制备过程中遇到的粒子大小、表面能大小、吸附性能、带电情况等都是界面现象或表面现象问题皮肤给药的透皮吸收、难溶性药物的胃肠道释放和吸收等均与表面（界面）现象有关,20,说一说，一杯水有几个表面
4、，有几个界面，在水中倒入一种不相混溶的液体（油），此时，有几个表面和几个界面？你知道雨滴为什么是球形的吗？,21,表面张力与界面张力,表面张力：一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。现在你能说出为什么雨滴是球形的吗？雨滴下落过程受到空气阻力发生形变，不再保持球形，而成为针状,22,你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？,肥皂能让水的表面张力变小到纯水的1/3，并且帮助泡泡的薄膜保持稳定。不能用纯水吹出泡泡，就是因为水的表面张力太大。盐水或是糖水也不能吹出泡泡，因为它们是相溶的，没有了表面现象！,增溶、乳化、润 湿、杀菌
5、、去污、起泡和消泡等作用。,表面活性：使液体表面张力下降的性质。表面活性剂：具有很强的表面活性、能够显著降低液体表面张力的物质。,一、表面活性剂的概念,24,OOOOOOOOWWW（肥皂RCOO-）,二、表面活性剂的结构特征,亲油的非极性烃链,亲水的极性基团,双亲性分子结构,长度不少于8个碳原子,羧酸、磺酸、硫酸及其盐或羟基、酰胺基等,（1）在溶液中的正吸附。,三、表面活性剂的吸附性,表面张力润湿性乳化性起泡性,26,表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。当表面活性剂浓度很
6、低，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。,（2）表面活性剂在固体表面的吸附,表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变。对于极性固体物质在表面活性剂浓度较低时形成单层吸附，当其达到临界胶束浓度时，转为双层吸附。对于非极性固体，一般只发生单分子层吸附。,第二节 表面活性剂的分类（重点）,一、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂二、非离子表面活性剂,（一）阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子,一、离子表面活性剂,1、高级脂肪酸盐：通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 分类
7、：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。应用：具有一定的刺激性，只供外用。,一、离子表面活性剂,2、硫酸化物：通式：ROSO3-M+分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠)。性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿 剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分 子阳离子药物发生沉淀。应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。,一、离子表面活性剂,3、磺酸化物：通式：RSO3-M+分类：脂肪族磺酸
8、化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差,不易水解。应用：用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。,起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.结构：含有一个五价氮原子。2.特点：水溶性大，在酸性和碱性 溶液中较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。3.应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵(新洁尔灭),（二）阳离子表面活性剂,分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。常用品种：天然品卵磷脂：
9、可注射用 合成品氨基酸型与甜菜碱型。/TegoMHG。最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉 淀。特 点：碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。,（三）两性离子表面活性剂,二、非离子表面活性剂,在水溶液中不解离 1.结构组成：亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健 2.性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。,1.脂肪酸山梨坦：司盘类Spans 即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种
10、脂肪酸Spans(混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为：应用：HLB1.88.6，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为注射用乳剂的辅助乳化剂。,2.聚山梨酯：吐温Tweens 即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。脂肪酸品种和数量不同分为：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。,3.泊洛沙姆：普郎尼克pluronic,聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆）商品 名为普朗尼克（Pluronic）为聚氧乙烯（亲水）和聚氧丙烯（亲油）合成 随着分子量
11、增大可由液体逐渐变为固体。本品对皮肤无刺激性和过敏性，对粘膜刺激小毒性小，可用作静脉注射用乳剂的油/水的乳化剂。请牢记二个可静脉注射用的：脂肪酸山梨坦和泊洛沙姆,38,4.其他,1、脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯、脂肪酸二甘油脂。不溶于水，表面活性较弱。2、蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，属于多元醇型非离子表面活性剂，主要用作水包油型乳化剂，分散剂。,39,第三节 表面活性剂的基本性质,一、物理化学性质（一）胶束（二）起昙（三）亲水亲油平衡值（HLB值）（四）表面活性剂的配伍变化（五）表面活性剂的毒性,1.1.胶束的形成与结构 胶束：当表面活性剂的正吸附达到饱和后继续加入表面活性剂，则分子转入溶
12、液内部，因其亲油基团的存在导致在溶液内部多个表面活性剂分子的亲油基团互相吸引，缔合在一起，形成亲油基团向内、亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的集合体，称胶束。,（一）表面活性剂胶束,42,临界胶束浓度：开始形成胶束的最低浓度，称CMC。具有相同的亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大则临界胶束浓度越小,1.2胶束的结构,44,了解：临界胶束浓度CMC的测定,当表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度时，除溶液的表面张力外，溶液的多种物理性质，如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。或者说，溶液物理性质发生急剧变化时的浓度就是该表面活性剂的CMC。利用这些性质
13、推测表面活性剂的临界胶束浓度。,昙点：对于一些聚氧乙烯类非离子表面活性剂，当温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，致使其在水中的溶解度急剧下降并析出，溶液由清变浊。这中因温度升高而使含表面活性剂的溶液有澄清变浑浊的现象称为起昙现象，此温度称为昙点。当温度降低到昙点以下时，溶液恢复澄明。,吐温类有起昙现象，但某些聚氧乙烯类如泊洛沙姆188等在常压下观察不到昙点。,（二）起昙,46,起昙现象是 选项:A.一类两性表面活性剂的特性B.胶体溶液的特性C.一类非离子型表面活性剂的特性D.高分子溶液的特性E.一类阴离子表面活性剂的特性,47,下列各物具有起昙现象的表面活性剂是A.硫酸化物B.
14、磺酸化物C.季铵盐类D.脂肪酸山梨坦类(司盘)E.聚山梨酯类（吐温类）,根据经验，将HLB值范围限定在040，其中非离子型表面活性剂的HLB值在120之间。,表面活性剂亲水或亲油能力的大小,（三）亲水亲油平衡值,HLB值越小亲油性越强，而HLB值越大则亲水性越强。,混合后的表面活性剂的HLB值可按下式进行计算:（加和性）,例 HLB值的计算：用司盘80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）制备HLB值为9.5的混合乳化剂100g，问两者应各用多少克？该混合物可作何用？,51,用司盘80（HLB值4.3）和聚山梨酯20（HLB值16.7）等量混合，问混合物的HLB应为多少？将吐温8
15、0（HLB值为15）60%与司盘60（HLB值为4.7）40%克混合，问混合物的HLB值为多少？,特性与应用：亲油性表面活性剂的HLB低，亲水性表面活性剂的HLB高；亲油性或亲水性很大的表面活性剂易溶于油或易溶于水；HLB值在36的表面活性剂适合作W/O型乳化剂；HLB值在818的表面活性剂适合作O/W型乳化剂；HLB值在1318的表面活性剂适合作增溶剂；HLB值在79的表面活性剂适合作润湿剂。,53,表面活性剂的配伍变化：,阴离子型表面活性剂与大分子阳离子药物形成不溶性复合物。阳离子型表面活性剂与大分子阴离子药物形成不溶性复合物。蛋白质在碱性介质中羧基解离带负电荷与阳离子型表面活性剂起反应，
16、酸性介质中相反。因此离子型表面活性剂在酸性和碱性介质中都可以和蛋白质结合。,54,表面活性剂的配伍变化：,含有酚0H的消毒防腐剂，由于聚氧乙烯基和酚0H间发生氢键结合，影响了它们的释放，不能发挥作用，所以含有聚氧梨酯类的表面活性剂的制剂中，不宜用羟苯酯类用防腐剂,55,a.表面活性剂毒性大小：一般是阳离子型阴离子型非离子型b.口服给药呈慢性毒性：大小顺序也是阳阴非，非离子型表面活性剂口服相对没有毒性。c.静脉给药与口服比较具有较大的毒性。d.阴、阳离子表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶血作用。非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。,（五）表面活性剂的毒性,大量水分子穿过红细胞膜进入红细胞内
17、，使其渗透性增强而被胀破。,56,57,在亲水基为主的聚氧乙烯基非离子表面活性剂中，以吐温类的溶血作用最小，吐温20604080同类产品中一般是浓度越大，刺激性越强；聚合度越大刺激性越弱。表面活性剂的毒性、溶血作用、刺激性随着处方中其他成分作用发生相应变化,58,各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用或高浓度使用时可能出现皮肤或粘膜损害。但仍以非离子型的对皮肤，粘膜的刺激性为最小，即吐温类非离子型刺激性小。,表面活性剂的刺激性,59,60,第二节 表面活性剂的应用,表面活性剂的应用：增溶，乳化，润湿,一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提高浓度。,1.胶
18、束增溶 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并形成透明胶体溶液，称为增溶。起增溶作用的表面活性剂称增溶剂。被增溶的物质称为增溶质。,表面活性剂能够增溶，一般认为是由于表面活性剂在水中形成胶束的结果。,（一）表面活性剂的增溶作用,62,胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡体系。在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量增加，增溶量也相应增加。当表面活性剂用量为1g时增溶药物达到饱和的浓度即为最大增溶浓度(maximum additive concentration,MAC)。表面活性剂CMC及缔合数不同，增溶MAC就不同。CMC越低
19、、缔合数越大，MAC就越高。,63,解离性药物的增溶,当解离药物与带有相反电荷的表面活性剂混合时，在不同配比下可能出现增溶、形成可溶性复合物和不溶性复合物等复杂情况。解离药物与非离子表面活性剂的配伍很少形成不溶性复合物，但pH值可明显影响药物的增溶量。对于弱酸性药物而言，在偏酸性环境中有较大程度的增溶；对于弱碱性药物，则在偏碱性条件下有更多的增溶；作为两性离子则在等电点时有最大增溶量。,64,多组分增溶质的增溶,制剂中有多组分存在时，对主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂的相互作用。,多种组分与主药竞争同一增溶位置,某一组分吸附或结合表面活性剂分子,增溶量减少,某些组分也可扩大胶束体积,主药
20、的增溶量增加,65,3.抑菌剂的增溶抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液中易被增溶而降低活性，需增加用量才能达到原来相同的抑菌效果。4.表面活性剂溶液的化学稳定性药物增溶后的稳定性可能与胶束表面性质、结构和胶束缔合体的反应性、药物本身的降解途径、环境的pH值、离子强度等多种因素有关。,66,影响增溶的因素：1药物的性质：同系物药物的分子量越大，增溶量越小，药物的极性越小，碳氢链越长增容量越低。2加入顺序一般先将增溶剂于难溶性药物混合，最好使之完全溶解，然后再加水稀释，则能很好溶解，否则增溶效果不好。,67,3增溶剂的用量增溶剂的用量对增溶作用很重要。用量不足，起不到增溶作用，或在贮存、稀释时发
21、生沉淀；而用量太多，既浪费，又可产生毒副作用，药物进到胶团也影响其吸收。在温度一定时，加入适量的增溶剂，可得澄清溶液，稀释后仍为澄清。如配比不当，则溶液会变为混浊或稀释时出现混浊。可通过实验来确定增溶剂的用量。,68,二 乳化,乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，密度小的油在上层，密度大的水在下层HLB3-8，W/0，HLB8-18，O/W,69,三 润湿,促进液体在固体表面铺展或渗透的作用叫润湿剂作用，能起润湿作用的表面活性剂叫润湿剂。润湿剂最适HLB值通常为79。常用的润湿剂有聚山梨酯类、聚
22、氧乙烯脂肪醇醚类、聚氧乙烯蓖麻油类、磷脂类、伯洛沙姆。,70,表面活性剂除了增溶，乳化剂、润湿剂和助悬剂外还常用做起泡剂和消泡剂、去污剂、消毒剂或杀菌剂等。1.起泡剂和消泡剂 起泡剂通常具有较强的亲水性和较高的HLB值。在产生稳定泡沫的情况下，加入一些HLB值为13的亲油性较强的表面活性剂，可使泡沫破坏。,表面活性剂的其他应用,（3）去污剂 去污剂或洗涤剂是指用于除去污垢的表面活性剂，HLB值一般为1316。常用的有油酸钠和其他脂肪酸的钠皂、钾皂、十二烷基硫酸钠或烷基磺酸钠等阴离子性表面活性剂。去污机理：包括对污物表面的润湿、分散、乳化或增溶、起泡等多种过程。,（六）消毒剂和杀菌剂,大多数阳离
23、子表面活性剂和两性离子表面活性剂都可用作消毒剂，少数阴离子表面活性剂也有类似作用，如甲酚皂，甲酚磺酸钠等。,73,本章作业,1、名词解释：表面活性剂、HLB 值、昙点、临界胶束浓度。2、表面活性剂分子结构有何特点？分哪几类并举例？3、表面活性剂在药剂中有哪些应用？举例说明。,74,单选题,2.属于非离子型表面活性剂（）,A.肥皂类B.高级脂肪醇硫酸酯类C.脂肪族磺酸化物D.聚山梨酯类E.卵磷脂,D,75,单选题,3.吐温80使难溶性药物的溶解度增加,其作用是（）,A.增溶B.润湿C.乳化D.助溶E.分散,A,76,A.季铵盐类B.司盘类C.硫酸化物D.吐温类E.伯洛沙姆,4.常作静脉注射乳剂的
24、乳化剂是（）,BE,77,配伍题,A.司盘20B.十二烷基苯磺酸钠C.苯扎溴铵D.卵磷脂E.吐温80,脱水山梨醇月桂酸酯（）聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（）两性离子型表面活性剂（）阳离子型表面活性剂（）阴离子型表面活性剂（）,A,E,D,B,C,78,配伍题,A.Krafft点B.CMCC.昙点D.HLBE.杀菌、消毒剂,5.使含有聚氧乙烯结构的非离子型表面活性剂溶解度降低，溶液出现混浊的温度为（）6 表示表面活性剂分子中亲水基团或亲油基团对油或水的综合亲和力的是（）7 使离子型表面活性剂的溶解度急剧增加的温度是（）8 表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度被称为（）,C,D,B,A,79,多选题,1.表面活性剂的应用包括（）,A.消毒剂B.助溶剂C.润湿剂D.增溶剂E.乳化剂,ACDE,80,2.下列叙述正确的是(),A.阳离子表面活性剂的毒性最小B.非离子表面活性剂具有起昙现象C.表面活性剂HLB 值越小，其亲油性越强D.卵磷脂无毒、无刺激性、无溶血性E.表面活性剂是能显著降低溶液表面张力的物质,CDE,81,The End,
