藥劑學(xué)第四章表面活性劑-PPT課件

1、歡迎大家！藥 劑 學(xué)（Pharmaceutics）第四章主要內(nèi)容表面活性劑的概念、分類(lèi)和結(jié)構(gòu)特征 表面活性劑在溶液中形成膠束理論 表面活性劑的HLB值在藥物制劑中的基本性質(zhì)和應(yīng)用1. 表面現(xiàn)象和表面張力你想過(guò)為什么用肥皂水能吹出泡泡來(lái)呢？你用純水吹能吹出來(lái)嗎？鹽水或是糖水可以吹出來(lái)嗎？一、基本概念界面：物體相之間的交界面稱(chēng)為界面；表面：固體或液體與氣體之間的界面通常稱(chēng)為表面；常見(jiàn)的界面有：氣-液界面(液體表面)，氣-固界面(固體表面)，液-液界面，液-固界面，固-固界面。界面現(xiàn)象：物體相界面間發(fā)生的物理化學(xué)現(xiàn)象。表面現(xiàn)象：氣-固或氣-液之間的界面現(xiàn)象。一、基本概念界面表面分子收到的作用力和 內(nèi)

2、部分子受到的作用力和不同。表面張力：微觀上表面分子受到垂直指向液體內(nèi)部的合力，宏觀上液體表面上任何部分單位長(zhǎng)度直線上的收縮力。表面張力方向：表面張力的方向與液面相切，并與液面的任何兩部分分界線垂直。單位N/m。一、基本概念表面自由能：在表面張力作用下，液面發(fā)生收縮，液體比表面積增加，表面分子增加的能量稱(chēng)為表面自由能。比表面自由能：?jiǎn)挝槐砻嬖黾拥哪芰?。表面張力與比表面自由能數(shù)值上相等并且具有相同的度量單位。界面現(xiàn)象與表面張力在藥劑學(xué)普遍存在：藥物吸附、潤(rùn)濕、鋪展、溶解，乳劑、混懸劑穩(wěn)定性，藥物經(jīng)皮吸收。二、液體鋪展鋪展：分子之間的相互作用使一種 液體覆蓋在另一種液體表面并形成一層液膜。鋪展測(cè)試實(shí)

3、驗(yàn)：將一些滑石粉或活性炭粉末撒在水面上，滴入液滴，如果能夠鋪展，則固體粉末從液體滴入位置迅速向四面散開(kāi)。鋪展應(yīng)用：添加表面活性劑增加油脂的鋪展系數(shù)，使油脂性軟膏在皮膚上均勻涂抹藥物吸附。加入磷脂等脂質(zhì)成分制成脂質(zhì)體，幫助水溶性藥物透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。潤(rùn)濕：液體在固體表面自發(fā)地鋪展的一種界面現(xiàn)象，與界面張力密切相關(guān)。潤(rùn)濕形成的接觸角與界面張力之間的關(guān)系滿(mǎn)足楊氏方程：-dG=1-g(1+cos)dG為自由能降低；1-g固體表面自由能；界面切線與界面夾角(接觸角)接觸角越小，體系表面自由能降低得越多，固體表面越容易被液體潤(rùn)濕。潤(rùn)濕應(yīng)用：滑石粉或活性炭密度比水大，卻能漂浮于水面。崩解劑既提高片劑與水的

4、潤(rùn)濕性，也促進(jìn)水分子進(jìn)入片芯，加快崩解。硫磺不溶于水，難以分散，加入表面活性劑降低固-液界面的接觸角，提高潤(rùn)濕性。三、潤(rùn)濕完全潤(rùn)濕可潤(rùn)濕不潤(rùn)濕完全不潤(rùn)濕四、吸附固體和液體表面層存在表面張力與自由能，體系趨向于降低自由能以達(dá)到穩(wěn)態(tài)。固體表面通過(guò)富集氣體或溶液中的溶質(zhì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)平衡。產(chǎn)生固-氣/固-液界面吸附液體表面依靠吸附于體系的溶質(zhì)以降低自由能活表面張力 產(chǎn)生液-氣/液-液界面吸附吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附(離子交換、氫鍵吸附)。影響吸附的因素：比表面積、溶解介質(zhì)、pH、溫度和溶質(zhì)的溶解度。液-液(氣)吸附：溶質(zhì)分子在界面聚集或反聚集，導(dǎo)致溶液表面張力的變化。溶質(zhì)濃度的增加導(dǎo)致表面張力的緩慢增加

5、，如無(wú)機(jī)電解質(zhì)與水分子具有良好的親和力。溶質(zhì)濃度的增加導(dǎo)致表面張力的緩慢降低，如低分子量的極性有機(jī)化合物，親水基親水性較弱且親水性隨烷基鏈長(zhǎng)的增加而降低。溶質(zhì)分子少量存在導(dǎo)致表面張力快速降低，但濃度到達(dá)一定值時(shí)，表面張力變化很小，如表面活性劑。固-液吸附：固體從溶液中吸附溶質(zhì)(溶劑分子或其他組分)吸附規(guī)則：非極性吸附劑優(yōu)先吸附極性溶劑溶劑中的非極性成分。固-液吸附應(yīng)用：吸附脫色、色譜分離、蛋白質(zhì)吸附。吸附作用對(duì)處方設(shè)計(jì)和吸收與藥效的影響：掩蓋氣味：地西泮吸附于硅酸鋁鎂顆粒上掩蓋苦味增溶與促吸收：表面活性劑吸附于難溶性藥物顆粒上療效下降：季銨鹽類(lèi)化合物與處方中其它組分吸附作用導(dǎo)致藥物活性降低。2

6、. 表面活性劑 隨著表面活性劑的發(fā)展和整個(gè)工業(yè)水平的提高，表面活性劑已從日常生活中的家用洗滌劑與個(gè)人護(hù)理用品，進(jìn)入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。一、表面活性劑的概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑(surfactant)是指能使液體的表面張力發(fā)生明顯降低的物質(zhì)(SAA) 。表面活性劑一詞來(lái)自英文Surfactant。 Surface（表面）+ Active（活性）+ Agent（添加劑）具有增溶、乳化、潤(rùn)濕、去污、殺菌、消泡、起泡等應(yīng)用性質(zhì)。 親水親油兩親性 親水基團(tuán)疏水基團(tuán)分子結(jié)構(gòu)具有雙親性疏水基團(tuán)C8-C20的鏈烴親水基團(tuán):電負(fù)性較強(qiáng)的原子團(tuán)或原子，如硫酸基、磺酸基、磷酸基、羥基、羧基、醚基、巰基、氨基、酰胺基

7、、聚氧乙烯基等。 1) 疏水基團(tuán)引入碳鏈分支，提高降低表面張力能力 2) 親水基團(tuán)在分子中間比在末端的潤(rùn)濕性作用強(qiáng)， 在末端的比在中間的去污作用強(qiáng)。 20二、表面活性劑的種類(lèi)根據(jù)來(lái)源：天然表面活性劑和合成表面活性劑根據(jù)溶解性：水溶性表面活性劑和油溶性表面活性劑根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量：高分子表面活性劑和低分子表面活性劑高分子表面活性劑：降低表面張力、增溶力、滲透力等較低分子表面活性劑弱，乳化力強(qiáng)，常作保護(hù)膠體。如海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、聚乙烯醇、聚維酮等。表面活性劑 離子型 （水中能電離） 非離子型（水中不電離）脂肪酸甘油酯多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯型陰離子型陽(yáng)離子型兩性離子型

8、 根據(jù)極性基團(tuán)的解離性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)221.陰離子型表面活性劑 陰離子表面活性劑在水中解離成疏水基烴鏈和親水基陰離子組成的表面活性部分。按親水基分為高級(jí)脂肪酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸鹽。該類(lèi)表面活性劑在pH=7以上活性較強(qiáng)，pH=5以下活性較弱。該類(lèi)表面活性劑常用作去污劑，由于毒性較大，在制劑中應(yīng)用較少。（1）高級(jí)脂肪酸鹽： 通式(RCOO)nMn+，R為C11-C17長(zhǎng)烴鏈，M為金屬離子。俗稱(chēng)肥皂，以油脂與堿皂化制造。(一) 離子表面活性劑（1）高級(jí)脂肪酸鹽根據(jù)M的不同 堿金屬皂(一價(jià)皂): 可溶性皂，通式RCOOM+，一般為鉀鹽、鈉鹽，如硬脂酸鈉、硬脂酸鉀，pH=9以上穩(wěn)定，作增溶劑和O/W

9、型乳化劑，刺激性大，常用于外用乳膏。 多價(jià)金屬皂: 不溶性皂，多價(jià)金屬的高級(jí)脂肪酸，如硬脂酸鈣、硬脂酸鎂，不溶于水，也不溶于乙醇和乙醚，水中不解離、不水解，作W/O型乳化劑及片劑的疏水性潤(rùn)滑劑。 有機(jī)胺皂：脂肪酸與有機(jī)胺反應(yīng)成皂，如硬脂酸三乙醇胺，作O/W型乳化劑。（2）硫酸酯鹽通式為ROSO3-M+，R為C11-C18。分類(lèi)：硫酸化油(硫酸化蓖麻油稱(chēng)土耳其紅油)；高級(jí)脂肪醇硫酸酯類(lèi) (十二烷基硫酸鈉/月桂醇硫酸鈉SDS、月桂醇硫酸鎂) 。高級(jí)脂肪醇硫酸酯類(lèi)以高級(jí)脂肪醇與硫酸酯化劑酯化制備。通式：RSO3-M+ ，為脂肪酸或脂肪醇 或不飽和脂肪油經(jīng)磺化后，用堿中和所得。分類(lèi)：脂肪族磺酸化物，如

10、二辛琥珀酸脂磺酸鈉；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。性質(zhì)：水溶性，在酸性條件下不易水解，遇熱較穩(wěn)定。應(yīng)用：用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。 （3）磺酸鹽一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na單酯鹽雙酯鹽 性質(zhì)與硫酸酯鹽相近，抗電解質(zhì)、硬化能力較強(qiáng)，洗凈能力好，為低泡性表面活性劑?？勺鳛閮粝磩?、潤(rùn)濕劑、乳化劑、抗靜電劑和抗蝕劑。缺點(diǎn)：污染環(huán)境、影響水質(zhì)。(4）磷酸酯鹽類(lèi)2.陽(yáng)離子型表面活性劑 陽(yáng)離子表面活性劑在水中解離成疏水基烴鏈和親水基陽(yáng)離子組成的表面活性部分，又稱(chēng)陽(yáng)性皂或逆行肥皂。結(jié)構(gòu)：親水基團(tuán)一般為五

11、價(jià)氮原子，少數(shù)含磷、硫、砷。 胺鹽型，通式：RNH3+X-，R2NH2+X-，如氯芐甲乙胺； 季銨鹽型，通式：R1R2N+R3R4X-，如新潔爾滅。性質(zhì)：水溶性好，在酸性、堿性溶液中較穩(wěn)定，雖具有增溶、乳化、分散等作用，但毒性較大，一般不單獨(dú)用作制劑輔料。特點(diǎn)：良好的表面活性，很強(qiáng)的殺菌作用。應(yīng)用：殺菌、防腐、皮膚、粘膜手術(shù)器械的消毒。 常用品種：苯扎氯銨(潔爾滅)：常用濃度0.01-0.02%殺菌力強(qiáng)穩(wěn)定可降低溶液的表面張力。苯扎溴銨 (新潔爾滅) 。CH3(CH2)11N+Me2C7H7Br-分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有陰離子和陽(yáng)離子的親水基團(tuán)。兩性表面活性劑在水中電離時(shí)，因同時(shí)存在兩種電荷，因此有

12、一個(gè)等電點(diǎn) pI；溶液的pH 值低于pI 時(shí)(酸性介質(zhì))，呈正電性，具有陽(yáng)離子表面活性劑作用，具有很強(qiáng)的殺菌能力；當(dāng)pH 高于pI 時(shí)(堿性介質(zhì))，呈負(fù)電性，具有陰離子表面活性劑的作用，具有良好的起泡、去污作用。在等電點(diǎn)附近時(shí)則呈非離子型表面活性劑性質(zhì)。(二)兩性離子表面活性劑屬天然表面活性劑結(jié)構(gòu)：親水基由一個(gè)磷酸基團(tuán)和季銨鹽堿基組成，疏水基團(tuán)含兩個(gè)較長(zhǎng)的烴鏈。卵磷脂是一混合物，包含甘油磷脂（腦磷脂、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺等，各組分的比例不同，影響其性能。磷脂酰膽堿含量高：O/W型乳化劑，肌醇磷脂含量高：W/O型乳化劑。對(duì)熱十分敏感，酸、堿、酯酶作用下易水解，不溶于水，易溶于氯仿、乙醚、石油

13、醚等。制備注射用乳劑、脂質(zhì)微粒劑主要輔料。(1)卵磷脂 合成化合物 結(jié)構(gòu)：陰離子部分主要是羧酸鹽，其陽(yáng)離子部分分為： 氨基酸型胺鹽（RNH2CH2CH2COO） 甜菜堿型季胺鹽（RN(CH3)2CH2COO） 氨基酸型在等電點(diǎn)時(shí)親水性減弱，可能沉淀，甜菜堿型易溶于酸、堿、中性溶液，適用于任何pH溶液，在等電點(diǎn)時(shí)也無(wú)沉淀。 常用的氨基酸兩性離子表面活性劑Tego殺菌作用強(qiáng)而毒性小于陽(yáng)離子表面活性劑。（2）氨基酸型與甜菜堿型31(三) 非離子型表面活性劑 在水溶液中不是解離狀態(tài)故稱(chēng)之。 結(jié)構(gòu)組成：親水基團(tuán)(羥基OH、醚鍵R-O-R1)；親油基團(tuán)(長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、烷基或芳基)；親水親油平衡值

14、：HLB小，親脂性強(qiáng)。性質(zhì)：穩(wěn)定性高，化學(xué)上不解離，不易受電解質(zhì)、pH值的影響，毒性低、溶血作用較小應(yīng)用廣泛：能與大多數(shù)藥物配伍，可作增溶、乳化、分散劑 (外用制劑、口服制劑、個(gè)別可注射劑)。按親水基團(tuán)不同分為聚乙二醇型和多元醇型。(1)聚氧乙烯脂肪醇醚與聚氧乙烯烷基酚醚系聚乙二醇與脂肪醇/酚縮合而成的醚。 通式: RO(CH2O CH2)nH與RC6H5O(CH2O CH2)nH 產(chǎn)品有: 1）芐澤類(lèi)(Brij)，如Brij-30 和-35分別為不同分子量的聚乙二醇與月桂醇的縮合物。 2）西土馬哥(Cetomacrogol)為聚乙二醇與十六醇的縮合物。3）平平加0-20(Perogol O)

15、為15單位聚氧乙烯與油醇的縮合物。 4）埃莫爾弗(Emlphor)為一類(lèi)聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20個(gè)單位以上的聚氧乙烯與油醇縮合而成。 如Cremophore EL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯單位為3540，HLB1214。 該表面活性劑主要是增溶劑和O/W型乳化劑。1.聚氧乙烯型(2)聚氧乙烯脂肪酸酯系聚乙二醇與長(zhǎng)鏈脂肪酸縮合而成的酯。 通式: RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 產(chǎn)品有: 賣(mài)澤Myri類(lèi)、聚乙二醇-15-羥基硬脂酸酯、聚乙二醇1000維生素E琥珀酸酯。 應(yīng)用：具有較強(qiáng)水溶性，乳化能力強(qiáng)，作增溶劑和O/W型乳化劑。1.聚氧乙烯型聚乙二醇的醚鍵為何具有親水性？(

16、3)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物系1000-2500聚氧丙烯PO與聚氧乙烯EO縮合而成的酯。 通式: 親水基 憎水基 親水基產(chǎn)品有:泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克 (Pluronic),。 性質(zhì)：為淡黃色液體或固體；分子量100014000；隨聚氧丙烯比例增加，則親油性增強(qiáng)；隨聚氧乙烯比例增加，則親水性增強(qiáng)；具有乳化、潤(rùn)濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。應(yīng)用：Poloxamer188 毒性、刺激性較小，不易引起過(guò)敏反應(yīng)，可作為o/w型乳化劑，是目前用于靜脈乳劑少數(shù)合成的乳化劑之一，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。1.聚氧乙烯型甲基空間

17、阻礙，不易形成氫鍵該類(lèi)表面活性劑為疏水性脂肪酸與親水性多元醇如甘油、季戊四醇、失水山梨醇作用生成的酯。2.多元醇型 1515失水失水441山梨醇四氫吡喃四氫呋喃（1）脂肪酸山梨坦：司盤(pán)類(lèi)Spans 即失水山梨醇脂肪酸酯，是山梨糖醇及其單酐和二酐與脂肪酸反應(yīng)生成的酯(混合物)。 根據(jù)脂肪酸品種數(shù)量不同分為：性質(zhì)： Spans20-40有一定水溶性，用作O/W型乳化劑，隨著脂肪酸鏈長(zhǎng)的增加和脂肪酸基團(tuán)數(shù)量的增多，疏水性變大， Spans60以上用作W/O乳劑的乳化劑。酸、堿、酶的作用下易水解。應(yīng)用：一般用于搽劑，軟膏，亦可作為乳劑的輔助乳化劑。Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月

18、桂酸單棕櫚酸單硬脂酸三硬脂酸單油酸三油酸2.多元醇型 （2） 聚山梨酯：吐溫Tweens 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯 在司盤(pán)類(lèi)的剩余羥基上結(jié)合聚氧乙烯得到的酯(親水性化合物)。因也有一次和二次脫水，故為混合物。脂肪酸品種和數(shù)量不同分為：應(yīng)用：親水性大大增加，聚山梨酯易溶于水，為O/W型乳化劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤(rùn)濕劑。2.多元醇型 Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂酸單棕櫚酸單硬脂酸三硬脂酸單油酸三油酸 通常指分子量在1000以上，結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在親水與疏水結(jié)構(gòu)的材料稱(chēng)為高分子表面活性劑。 可分為天然的、天然物質(zhì)改性的和合成的三類(lèi)。天然及改性的，如淀粉、羥甲基

19、淀粉、羥乙基淀粉、丙烯睛接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、羥甲基纖維素等。合成高分子表面活性劑：陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩親型。 性能：降低表面張力的能力較弱，滲透性差，但乳化作用、分散性和穩(wěn)定性較強(qiáng)。 主要有：PEG嵌段共聚物如聚己內(nèi)酯-聚乙二醇；氨基糖類(lèi)如疏水性基團(tuán)修飾的殼聚糖；羧甲基纖維素衍生物。（四）高分子表面活性劑表面活性劑在溶液的表面層聚集的現(xiàn)象稱(chēng)為正吸附。當(dāng)水中表面活性劑濃度很低時(shí)，分子聚集在水溶液表面，在水-空氣界面產(chǎn)生定向排列，親水基朝向內(nèi)部，親油基朝向空氣，在表面形成單分子層，由于水分子和非極性疏水基團(tuán)的作用力小于水分子間的作用力，因此表面收縮力降低，表面張力降低。正吸附改變

20、了溶液表面的性質(zhì)，最外層呈現(xiàn)出碳?xì)滏溞再|(zhì)，體現(xiàn)出較低的表面張力，進(jìn)而產(chǎn)生較好的潤(rùn)濕性、乳化性、起泡性等。當(dāng)表面活性劑濃度很低，但降低表面活性張力很顯著，則它的表面活性越強(qiáng)，越容易形成正吸附。 三、表面活性劑的性質(zhì)1.表面活性劑分子在溶液中的正吸附溶液的表面正吸附達(dá)到飽和后，當(dāng)溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí)，分子轉(zhuǎn)入溶液中，因親油基團(tuán)的存在使水分子與表面活性劑分子間的斥力遠(yuǎn)大于引力，其疏水部分相互吸引，締合在一起。表面活性劑分子自身依靠范德華力相互聚集，形成親油基向內(nèi)，親水基向外，在水相中穩(wěn)定分散，大小在膠體粒子范圍的締合體，稱(chēng)為膠束(micelles)。一定溫度、濃度范圍內(nèi)，膠束有一定的分

21、子締合數(shù)，不同表面活性劑有差異。離子型表面活性劑的締合數(shù)10100，非離子型表面活性劑締合數(shù)較大（月桂醇聚氧乙烯醚，25 oC締合5000） 。臨界膠束濃度(critical micell concentration, CMC)： 表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。 2.膠束的形成與結(jié)構(gòu)OOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWW臨界膠束濃度(critical micelle concentration)表面活性劑濃度變大C CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自發(fā)聚集，形成球狀、層狀膠束，將憎水基埋在膠束內(nèi)部膠束的結(jié)構(gòu)a.球狀b.棒狀c.束狀d.板

22、狀e.層狀表面活性劑性質(zhì)與CMC 當(dāng)溶液達(dá)到CMC后，膠束數(shù)量與表面活性劑的總濃度成正比。達(dá)到CMC后，表面活性劑很多性質(zhì)，如電導(dǎo)率、去污作用、滲透壓、密度、表面張力和界面張力等都存在突變現(xiàn)象。根本原因是兩親性物質(zhì)自身締合形成膠束所致。界面張力表面張力臨界膠束濃度去污作用密度改變電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率滲透壓濃度表面活性劑溶液的性質(zhì)由于表面活性劑的物理性質(zhì)在臨界膠束濃度附近的較小范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生突變，所以利用此特性，可測(cè)定CMC值。測(cè)定方法主要有電導(dǎo)法、表面張力法、光散射法、染料法、增溶法以及熒光探針?lè)?。臨界膠束濃度CMC的測(cè)定 CMC的測(cè)定1.表面張力法：以表面張力對(duì)濃度的對(duì)數(shù)作圖，曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為CM

23、C值。適合于離子表面活性劑和非離子型表面活性劑。2.電導(dǎo)法：以表面活性劑溶液的摩爾電導(dǎo)率對(duì)濃度或濃度的平方根作圖，曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即CMC值。適合于離子表面活性劑。3.染料法：表面活性劑溶液增溶染料前后吸收光譜的變化。4.光散射法：膠束形成與散射光強(qiáng)度成正比。 庚基乙二醇十二烷基醚的表面張力與濃度的關(guān)系 十二烷基磺酸水溶液的電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系CMC值與表面活性劑的結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)，同時(shí)溫度、濃度、電解質(zhì)、pH值等因素對(duì)CMC也會(huì)產(chǎn)生影響。在膠束形成的過(guò)程中，表面活性劑分子的熱運(yùn)動(dòng)和膠束外部的親水基之間的靜電排斥都不利于膠束的形成。所以，增加親油基、降低溫度和加入無(wú)機(jī)鹽都能使締合度增大，CMC值減小。

24、3. 影響臨界膠束濃度的因素表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)疏水基團(tuán)：CMC隨碳鏈的增加而降低。相同碳原子數(shù)的疏水基團(tuán)，含支鏈結(jié)構(gòu)的比直鏈的CMC大。疏水基中引入羥基等極性基團(tuán)CMC增大，且極性基團(tuán)CMC的位置越靠近中間CMC越大。親水基團(tuán)聚氧乙烯型SAA，聚氧乙烯鏈增加CMC增大SAA種類(lèi)：碳原子數(shù)相同，CMC(直鏈離子型SAA) CMC(直鏈非離子型SAA) 反離子：對(duì)于離子型SAA，反離子與膠束的結(jié)合會(huì)降低離子間的排斥力，顯著降低CMC3.影響臨界膠束濃度的因素二辛基二甲基氯化銨十六烷基三甲基氯化銨CMC2.710-2mol/L1.410-3mol/L十二烷基硫酸鈉蔗糖十二烷酸酯CMC8.610-3

25、mol/L2.410-5mol/L電解質(zhì)離子型SAA ：加入無(wú)機(jī)電解質(zhì)降低CMC非離子型SAA ：加入無(wú)機(jī)電解質(zhì)對(duì)疏水基團(tuán)的鹽溶: CMC 增加鹽析效應(yīng)：CMC 降低氫離子濃度肥皂類(lèi)SAA在低pH時(shí)會(huì)降低CMC(脂肪酸解離減少)陰離子型SAA ：降低pH時(shí)會(huì)降低CMC(有助于形成膠束)兩性離子型SAA ：降低pH時(shí)會(huì)增加CMC(陽(yáng)離子促進(jìn)解離)聚乙二醇型SAA ：降低pH時(shí)會(huì)增加CMC(增加聚乙二醇基的親水性，促進(jìn)醚鍵形成離子)3.影響臨界膠束濃度的因素醇少量乙醇增加膠束穩(wěn)定性，降低CMC大量乙醇抑制膠束形成，CMC增大溫度非離子型SAA ：溫度上升，減少分子水合，降低CMC。離子型SAA ：

26、溫度升高，熱振動(dòng)使膠束解離增加，分子締合減少，CMC增加。3.影響臨界膠束濃度的因素CMC是表面活性劑表面活性的一種度量。達(dá)到表面飽和吸附的濃度愈低；使表面張力降到最低值所需濃度愈低；也就是表面活性愈高。 在使用表面活性劑時(shí)，濃度一般比CMC稍大些，否則表面性能不能充分發(fā)揮。形成膠束所需要的濃度愈低；CMC愈小4.表面活性劑的溶解度 Krafft point 離子型表面活性劑的溶解度隨溫度變化的特點(diǎn)是在足夠低的溫度下，溶解度隨溫度升高而慢慢增大，當(dāng)溫度達(dá)到某一定值后，溶解度會(huì)突然增大。該溫度稱(chēng)為Krafft 溫度,也叫K.P點(diǎn).離子型表面活性劑的溶解度曲線及K.P點(diǎn)利用K.P點(diǎn)判斷SAA的親水

27、親油性烷基硫酸鈉烴鏈長(zhǎng)度與K.P點(diǎn)之間的關(guān)系 在同系物中，烴鏈越長(zhǎng)， K.P點(diǎn)越高，親油性越好， 親水性越差，CMC值越小。 K.P點(diǎn)越低， 親油性越差， 其親水性越好。 陽(yáng)離子型表面活性劑溶解度與溫度關(guān)系，1，2，3分別為:14-烷基三甲基溴化銨，16-烷基三甲基溴化銨，18-烷基三甲基溴化銨 曇點(diǎn)(Cloud point)非離子型表面活性劑溶液的溶解度隨溫度升高而下降，當(dāng)溫度升到一定值時(shí)，溶液出現(xiàn)渾濁，甚至分層，這種現(xiàn)象稱(chēng)為起濁或起曇，此時(shí)的溫度稱(chēng)為濁點(diǎn)或曇點(diǎn)，即C.P值。當(dāng)溫度上升時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)使氫鍵被削弱，升到一定溫度，氫鍵斷裂，水分子逐漸脫離后，表面活性劑從溶液中析出，使溶液突然變渾

28、濁。溫度降低到曇點(diǎn)以下，氫鍵又重新生成，溶液變澄清。聚氧乙烯型SAAkrafft點(diǎn)是離子型表面活性劑的特征值，亦是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限，即只有高于krafft點(diǎn)，表面活性劑才能更大地發(fā)揮作用。 krafft點(diǎn)越高，溶解度越小。曇點(diǎn)是非離子型表面活性劑的使用溫度上限。曇點(diǎn)越高，溶解度越大。4.親水親油平衡值（HLB）SAA分子中親水基團(tuán)和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親和力稱(chēng)為親水親油平衡值（hydrophine-lipophile balance, HLB）。HLB范圍：040HLB 值愈大，親水性愈強(qiáng)； HLB 值愈小，親油性愈強(qiáng)。 非離子SAA的HLB：020，完全由疏水碳?xì)浠鶊F(tuán)組成的石蠟

29、為0，完全由親水性的氧乙烯組成的聚氧乙烯為20，有碳?xì)滏満脱跻蚁╂溄M成的SAA介于之間。親油性親水性 20聚氧乙烯石蠟HLB=親油性親水性10(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(guò)經(jīng)驗(yàn)式求得： HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb) (2)官能團(tuán)計(jì)算法：如果HLB值是由表面活性劑分子中各結(jié)構(gòu)基團(tuán)貢獻(xiàn)的總和，則每個(gè)基團(tuán)對(duì)HLB值的貢獻(xiàn)可用HLB基團(tuán)數(shù)表示，則： HLB=(親水基團(tuán)HLB)-(親油基團(tuán)HLB)+7HLB值的計(jì)算 常用基團(tuán)的HLB值親水基團(tuán) 基團(tuán)數(shù) 親油基團(tuán) 基團(tuán)數(shù)SO4Na 38.7 CH 0.475SO3Na 11.0 CH2

30、0.475COOK 21.1 CH3 0.475COONa 19.1 =CH 0.476N= 9.4 CH2CH2CH2O 0.15酯（失水山梨醇環(huán)） 6.8 CHCH2O 0.15酯（自由） 2.4COOH 2.1 苯環(huán) 1.662OH（自由） 1.9 CF2 0.870O 1.3 CF3 0.870OH （失水山梨醇環(huán)） 0.5（CH2CH2O） 0.33 CH2CHO 0.15CH3CH3鯨蠟醇(C16H33OH)的HLB計(jì)算： HLB=1.9-16 (0.475)+7=1.3例1: 用聚山梨酯20(HLB=16.7 )和司盤(pán)80 (HLB=4.3)制備HLB為9.5的混合乳化劑100

31、g，問(wèn)兩者各應(yīng)用多少克?例2: 乳化硅油所需HLB值為10.5，若選用55%的聚山梨酯60（HLB值為14.9）與45%另一待測(cè)表面活性劑混合取得最佳乳化效果，試計(jì)算該表面活性劑的HLB值？HLBab = HLBaWa + HLBbWbWa + Wb1369121518親水親油大部分消泡劑W/O型乳化劑潤(rùn)濕劑、鋪展劑O/W型乳化劑去污劑增溶劑表面活性劑的HLB值應(yīng)用范圍HLB=38(6) 可作為W/O型乳化劑HLB=79 可作為潤(rùn)濕劑HLB=818 可作為O/W型乳化劑HLB=15以上 可作為增溶劑表面活性劑毒性大?。?一般是陽(yáng)離子型陰離子型非離子型非離子型表面活性劑毒性：聚氧乙烯烷基醚芳基醚

32、脂肪酸酯聚山梨酯類(lèi)(吐溫類(lèi))?？诜o藥：陽(yáng)離子型陰離子型非離子型/兩性。靜脈給藥的毒性口服， 其中仍非離子型毒性較低，泊洛沙姆Poloxamer188靜脈注射毒性很低。刺激性：各類(lèi)表面活性劑以外用制劑的形式長(zhǎng)期應(yīng)用或高濃度使用時(shí)可能出現(xiàn)皮膚或粘膜損害(脫脂、過(guò)敏反應(yīng))。但仍以非離子型的對(duì)皮膚，粘膜的刺激性為最小。 5.表面活性劑的毒性 溶血作用：大量水分子穿過(guò)紅細(xì)胞膜進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)，使其滲透性增強(qiáng)而被脹破。溶血性：陰、陽(yáng)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。 在親水基為聚氧乙烯基非離子表面活性劑中，以吐溫類(lèi)的溶血作用最小，吐溫20吐溫40吐溫60

33、吐溫80。溶血四、表面活性劑的應(yīng)用增溶：指使難溶性活性成分的溶解度增加而溶于分散介質(zhì)的過(guò)程。增溶劑：用于增溶的表面活性劑，用非離子型表面活性劑作增溶劑的最適HLB值為15-18，如吐溫、賣(mài)澤。增溶質(zhì)：被增溶的物質(zhì)。1g的SAA增溶藥物達(dá)到飽和濃度時(shí)為最大增溶濃度(MAC，maximum additive concentration)。達(dá)到MAC后，繼續(xù)加入藥物：液體（乳濁液），固體（沉淀）。增溶作用舉例：甲酚在水中溶解度為2%，在肥皂溶液中可增加到50%。1、增溶劑(solubilizers)與增溶增溶的方式：a 內(nèi)部溶解型(在膠束內(nèi)的增溶)；b 交錯(cuò)插入型(在表面活性劑分子間的增溶)；c 表

34、面吸附型(在膠束表面的吸附增溶)；d 外殼溶解型(增溶于膠團(tuán)的極性基層)。長(zhǎng)鏈醇、胺等極性有機(jī)分子，一般以非極性碳?xì)滏湶迦肽z團(tuán)內(nèi)部，而極性頭處于表面活性劑極性基之間，并通過(guò)氫鍵或偶極子相互作用。飽和脂肪烴、環(huán)烷烴及苯等不易極化的非極性有機(jī)化合物，被增容在膠束內(nèi)部，完全處于非極性環(huán)境中。既不溶于水也不溶于油的小分子極性有機(jī)化合物，如苯二甲酸二甲酯以及一些染料，吸附于膠團(tuán)的外殼或部分進(jìn)入表面活性劑極性基層而被增溶。短鏈芳香烴類(lèi)的苯、乙苯等較易極化的碳?xì)浠衔?，在聚氧乙烯基為親水基的非離子表面活性劑膠團(tuán)溶液中，增溶于膠團(tuán)的聚氧乙烯外殼中。增溶機(jī)理：表面活性劑能夠增溶，一般認(rèn)為是由于表面活性劑在水中形

35、成膠束的結(jié)果。增溶量： 4 2 1 3柵欄層?xùn)艡趯?.影響增溶的因素 增溶劑的性質(zhì)同系物中，每增加一個(gè)碳原子，CMC近減半， CMC越小，締合數(shù)越大，增溶量隨之增加，MAC越高。碳數(shù)相同時(shí)，含支鏈或不飽和鍵(苯、雙鍵)多者，CMC增大。增溶作用：非離子型SAA 陽(yáng)離子型SAA 陰離子型SAA 增溶質(zhì)的性質(zhì)同系物的脂肪烴和烷基芳烴，增溶量隨碳鏈增加而降低碳數(shù)相同時(shí)，增溶量：環(huán)狀和不飽和化合物飽和化合物增溶量：極性大的化合物（膠束表層） 極性小的化合物（膠束內(nèi)部）帶支鏈的飽和化合物與相應(yīng)的直鏈異構(gòu)體增溶量大致相同。溫度對(duì)增溶的影響表現(xiàn)在三方面： （1）影響膠束的形成 （2）影響增溶質(zhì)的溶解度 （3

36、）影響SAA的溶解度(Krafft點(diǎn)、曇點(diǎn))對(duì)離子型SAA，溫度升高，溶質(zhì)在膠束中的溶解度及SAA的溶解度增加(膠束結(jié)構(gòu)變疏松)。對(duì)非離子型SAA（聚氧乙烯型）非極性增溶質(zhì)，溫度升高，促進(jìn)膠束形成，增溶量提高極性增溶質(zhì)，溫度升高，膠束外殼變緊密，增溶量下降 溫度對(duì)增溶的影響3.表面活性劑的復(fù)配表面活性劑相互間或與其它化合物的配合使用稱(chēng)為復(fù)配。作用：協(xié)同作用、增效作用可提高增溶能力并減少SAA的用量（如增溶應(yīng)用中）。 （1）中性無(wú)機(jī)鹽 （2）有機(jī)添加劑 （3）水溶性高分子 （4）SAA混合體系:陽(yáng)/陰/非離子/兩性在離子SAA溶液中加入可溶性中性鹽，相反離子結(jié)合率越高和濃度越高SAA間排斥力減小

37、，CMC降低越顯著使膠束數(shù)量增加膠束總體積增加烴類(lèi)增溶質(zhì)的增溶量增加。如果無(wú)機(jī)鹽使膠束柵欄層分子間電斥力減小分子排列緊密極性增溶質(zhì)的有效增溶空間減小極性物質(zhì)的增溶量降低。（1）與中性無(wú)機(jī)鹽配伍溶液中存在多量Ca2+、Mg2+等多價(jià)反離子時(shí)，可降低陰離子SAA的溶解度產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象。一般無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子SAA的影響較小，在高濃度（0.1mol/L）時(shí)可破壞SAA聚氧乙烯等親水基與水分子的結(jié)合，使?jié)狳c(diǎn)降低。不溶性無(wú)機(jī)鹽（BaSO4）能吸附陰離子SAA使溶液中濃度下降；皂土、白陶土、滑石粉等具負(fù)電荷固體可與陽(yáng)離子SAA生成不溶性復(fù)合物。脂肪醇與SAA形成混合膠束烴核體積增大CH化合物的增溶量增大。C12

38、的脂肪醇增溶較好，多元醇（果糖、木糖、山梨醇等）有類(lèi)似效果。C1C6短鏈醇不能形成混合膠束，還可能破壞膠束的形成。極性有機(jī)物（尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等）能升高CMC（競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合水），也是SAA的助溶劑，均影響膠束形成。（2）有機(jī)添加劑水溶性高分子（明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚維酮等）能吸附SAA游離分子減少CMC升高。陽(yáng)離子SAA與含羧基（羧甲基纖維素、阿拉伯膠、果膠酸、海藻酸）、磷酸根（RNA、DNA）可生成不溶性復(fù)合物。高分子溶液中一旦有膠束形成，其增溶十分顯著（兩者疏水鏈結(jié)合使烴核增大或電效應(yīng)）。（3）水溶性高分子同系物混合體系非離子SAA與離子SAA混合體系陽(yáng)離子SAA與陰離子SA

39、A混合體系（4）表面活性劑混合體系同系物混合體系二個(gè)同系物等量混合體系的表面活性介于各自表面活性之間，趨于活性較高的組分（CH鏈更長(zhǎng)者），對(duì)CMC小的組分影響更大?；旌象w系的CMC與各組分摩爾分?jǐn)?shù)不呈線性關(guān)系，也不等于加和平均值。非離子離子混合體系易形成混合膠束，CMC介于二者之間或低于二者。陰離子SAA聚氧乙烯型非離子SAA體系：離子表面活性劑分子間電斥力減弱，非離子表面活性劑通過(guò)極化作用對(duì)離子表面活性劑實(shí)現(xiàn)電吸引，增強(qiáng)分子間作用力，增強(qiáng)膠束形成能力，更容易形成混合膠束。聚氧乙烯數(shù)增加協(xié)同作用更強(qiáng)；加入電解質(zhì)則減弱。疏水基相同的聚氧乙烯型非離子SAA與陰離子SAA的協(xié)同作用強(qiáng)于非離子SAA與

40、陽(yáng)離子的協(xié)同作用。陽(yáng)離子陰離子混合體系帶有相反電荷的強(qiáng)烈吸引與疏水基之間的相互吸引，使離子SAA更容易締合形成膠束，可形成具有很高表面活性的分子復(fù)合物，對(duì)潤(rùn)濕、增溶、起泡、殺菌等有增效作用。兩種離子SAA的CH鏈相近或越長(zhǎng)，增溶作用越強(qiáng)?；旌媳壤?、混合方法很重要。不恰當(dāng)可產(chǎn)生沉淀。 促進(jìn)液體在固體表面鋪展或滲透的作用叫潤(rùn)濕作用，能起潤(rùn)濕作用的表面活性劑叫潤(rùn)濕劑(wetters) 。 潤(rùn)濕劑最適HLB值通常為79，并應(yīng)有適宜的溶解度，方可起潤(rùn)濕作用。 非離子型SAA有較好的潤(rùn)濕效果，且碳?xì)滏溳^長(zhǎng)對(duì)固體藥物吸附作用更強(qiáng)，陽(yáng)離子型SAA潤(rùn)濕效果較差。 潤(rùn)濕機(jī)制：交換吸附、離子對(duì)吸附、氫鍵形成吸附、電

41、子極化吸附、范德華力吸附和疏水吸附。 應(yīng)用：潤(rùn)濕劑增加顆粒流動(dòng)性，有利于片劑生產(chǎn)，潤(rùn)濕劑也促進(jìn)水分子進(jìn)入片芯，使崩解劑易于吸水，加快崩解。硫磺洗劑中硫磺不溶于水，難以潤(rùn)濕分散，加入表面活性劑降低固-液界面的接觸角，提高潤(rùn)濕性。4.潤(rùn)濕 定義：兩個(gè)互不相溶的液相，一相以液滴的形式分散在另一相中的液體之中形成的粗分散系統(tǒng)稱(chēng)為乳狀液。這種形成乳狀液的過(guò)程稱(chēng)為乳化。乳狀液中以液珠形式存在的相稱(chēng)為分散相（或稱(chēng)內(nèi)相、不連續(xù)相）。另一相是連續(xù)的，稱(chēng)為分散介質(zhì)（或稱(chēng)外相、連續(xù)相）。 有一相是水或水溶液，另一相是與水不相混溶的有機(jī)相，稱(chēng)為油相，分為水/油型(W/O)和油/水型(O/W)乳化。 特征：熱力學(xué)不穩(wěn)定

42、體系（聚集）和動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定體系（沉降或漂?。?。 乳化劑(emulsifiers)： 表面活性劑是采用乳化劑，其HLB值決定乳液的類(lèi)型。HLB=38，可作為W/O型乳化劑； HLB=816，可作為O/W型乳化劑。5.乳化 表面活性劑分子能在油-水界面上定向排列，降低界面張力，并在分散相液滴的周?chē)纬梢粚颖Ｗo(hù)膜，防止乳滴的合并，使乳劑穩(wěn)定，此時(shí)表面活性劑起乳化劑的作用。 其它作用：產(chǎn)生靜電與位阻排斥效應(yīng)、界面張力梯度、提高界面黏度、形成液晶相、剛性膜、自稠化效應(yīng)。 離子型表面活性劑毒性較大，一般作為外用制劑的乳化劑，如軟膏劑。 兩性表面活性劑如磷脂、食物蛋白（乳球蛋白、乳白蛋白）、西黃蓍膠可用于口服制劑。 非離子型表面活性劑不僅用于外用、內(nèi)服制劑，有些還用作靜脈注射的乳化劑，如泊洛沙姆。5.乳化 混懸劑是藥物顆粒分散于水性介質(zhì)的非均相體系，藥物顆粒會(huì)很快聚集與沉降。 助懸劑作用： 在疏水藥物顆粒表面形成水化膜并荷電，降低液-固