第4章表面活性劑課件

2023/1/6表面活性劑1第四章表面活性劑2022/12/29表面活性劑1第四章表面活性劑2023/1/6表面活性劑22022/12/29表面活性劑22023/1/6表面活性劑32022/12/29表面活性劑3葉面上的水珠為什么成橢圓型？裝有稍微過(guò)量的水杯，水為什么沒有溢出？水是具有表面張力的。表面張力，是液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。通常，處于液體表面層的分子較為稀薄，其分子間距較大，液體分子之間的引力大于斥力，合力表現(xiàn)為平行與液體界面的引力。簡(jiǎn)而言之，促使液體表面收縮的力叫做表面張力。2023/1/6表面活性劑4葉面上的水珠為什么成橢圓型？裝有稍微過(guò)量的水杯，水為什么沒有表面張力與藥劑有什么關(guān)系？在制藥中哪些情況會(huì)遇到表面張力的問題？例1：片劑的包衣2023/1/6表面活性劑5包衣液的表面張力過(guò)大潤(rùn)濕性差，不能及時(shí)在片劑表面鋪展，導(dǎo)致衣膜不完整或上料率低（大部分包衣材料沒法包在片劑表面，而變成了噴霧干燥成為細(xì)粉，）包衣液表面張力小，潤(rùn)濕性好，可形成完整衣膜，上料率高表面張力與藥劑有什么關(guān)系？在制藥中哪些情況會(huì)遇到表面張力的問對(duì)于這種表面張力過(guò)大引起的問題，該怎么處理？降低表面張力加入表面活性劑2023/1/6表面活性劑6對(duì)于這種表面張力過(guò)大引起的問題，該怎么處理？2022/12/2023/1/6表面活性劑7第一節(jié)

概述

一、表面活性劑的概念

1、表面活性劑（surfactant,surfaceactiveagent）／指那些具有很強(qiáng)表面活性，能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)表面活性／使液體表面張力降低的性質(zhì)作為表面活性

2022/12/29表面活性劑7第一節(jié)

概述一、2023/1/6表面活性劑8

表面活性劑的含義表面活性劑：能顯著降低兩相間表面張力(或界面張力)的物質(zhì)固液氣界面界面界面表面表面水NaCl肥皂表面張力

表面張力

2022/12/29表面活性劑8表面活性劑的含義表面活性劑2023/1/6表面活性劑9

幾個(gè)概念1．界面：是指物質(zhì)的相與相之間的交界面。相是指體系物理和化學(xué)性質(zhì)均勻的部分，有固、液、氣三相有：液/液（如乳劑）、液/氣（如氣霧劑）、固/氣（如散劑）、固/液（如混懸劑）、固/固等。2．界面現(xiàn)象：是指物質(zhì)在界面上發(fā)生的物理化學(xué)現(xiàn)象3．表面：兩相中有一相是氣體的界面。氣/固；氣/液。4．表面現(xiàn)象：液/氣、固/氣界面上發(fā)生的物理化學(xué)現(xiàn)象。2022/12/29表面活性劑9幾個(gè)概念1．界面：是指物質(zhì)2023/1/6表面活性劑10一、表面活性劑

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)鹽和糖類物質(zhì)可使液體表面張力稍有升高，而一些有機(jī)酸、醇、醛則可使液體的表面張力稍有下降，如在溶液中加入肥皂、洗衣粉等時(shí)，可使液體表面張力(surfacetension)產(chǎn)生顯著的下降2022/12/29表面活性劑10一、表面活性劑一般來(lái)說(shuō)，2023/1/6表面活性劑11一、表面活性劑作為表面活性劑／還應(yīng)具有增溶(solubilization)，乳化(emulsification)，潤(rùn)濕(wetting)，去污(detergent)，殺菌(sterilization)，消泡(antifoaming)和起泡(foaming)等性質(zhì)／這是與一般表面活性物質(zhì)的重要區(qū)別，而無(wú)機(jī)鹽和低級(jí)醇等物質(zhì)不具備這些性質(zhì)。

表面活性劑是如何降低液體表面張力的？2022/12/29表面活性劑11一、表面活性劑作為表面活性2023/1/6表面活性劑12表面活性劑的吸附性1、表面活性劑分子在溶液中的正吸附在溶液中的正吸附(positiveadsorption)：原理:

表面活性劑溶解在水中時(shí)／由于表面活性劑分子的極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)的兩親性(amphipathy)在水/空氣界面產(chǎn)生定向（orientation）排列親水基團(tuán)向水而親油基團(tuán)朝向空氣2022/12/29表面活性劑12表面活性劑的吸附性1、表面2023/1/6表面活性劑13

在濃度較稀時(shí)／表面活性劑幾乎都集中在表面上形成單分子層／表面層的濃度與本體溶液中的濃度明顯不同／并將溶液的表面張力降低到純水的表面張力以下／表面活性劑在溶液表面層聚集

(aggregation)的現(xiàn)象稱為正吸附(active,positiveadsorption)

正吸附改變了溶液表面的性質(zhì)，可產(chǎn)生較好的潤(rùn)濕性(wettability)、乳化性(emulsifibility)、起泡性(foamingability)等。

何謂溶液中的正吸附？1、表面活性劑分子在溶液中的正吸附2022/12/29表面活性劑13在濃度較稀時(shí)／表面活性劑

（1）在溶液中的正吸附

表面活性劑的吸附性表面張力↓潤(rùn)濕性↑乳化性↑起泡性↑（1）在溶液中的正吸附表面活性劑的吸附性表面張力↓2023/1/6表面活性劑152、表面活性劑在固體表面的吸附在固體表面(solidsurface)的吸附(adsorption)：

固體表面與表面活性劑溶液接觸時(shí)，表面活性劑分子很容易在固體表面發(fā)生吸附，由于這種吸附，固體的表面狀態(tài)和性質(zhì)可以發(fā)生很大的變化，在藥劑制備中有很大的應(yīng)用價(jià)值

如固體疏水性藥物粉末(solidhydrophobicpowders)表面吸附親水性表面活性劑有利于藥物的潤(rùn)濕和溶解2022/12/29表面活性劑152、表面活性劑在固體表面的2023/1/6表面活性劑16潤(rùn)濕劑

潤(rùn)濕：液體在固體表面充分鋪展或固體被液體充分濕潤(rùn)的過(guò)程

潤(rùn)濕劑：促進(jìn)液體和固體間潤(rùn)濕過(guò)程的物質(zhì)

機(jī)理：降低固液界面的表面張力表面張力小大

表面活性劑的潤(rùn)濕作用2022/12/29表面活性劑16潤(rùn)濕劑表小大

第二節(jié)表面活性劑的分類根據(jù)溶解性質(zhì)油溶性水溶性根據(jù)極性基團(tuán)的解離性質(zhì)離子表面活性劑非離子表面活性劑離子表面活性劑根據(jù)所帶電荷又可分為：陽(yáng)離子表面活性劑(cationicsurfactant)陰離子表面活性劑(anionicsurfactant)兩性離子表面活性劑(amphotericsurfactant)第二節(jié)表面活性劑的分類根據(jù)溶解性質(zhì)油溶性水溶性根據(jù)2023/1/6表面活性劑18

常用的表面活性劑——離子型親油親水羧酸根離子磺酸根離子硫酸根離子季銨陽(yáng)離子陰離子+陽(yáng)離子烴鏈酯鍵或醚鍵2022/12/29表面活性劑18常用的表面活性劑——離子2023/1/6表面活性劑19一、離子表面活性劑(ionicsurfactants)（一）陰離子表面活性劑（anionicsurfactants）

起表面活性作用的部分是陰離子如肥皂、長(zhǎng)鏈烴基的硫酸鹽等

肥皂類(soap-like)系高級(jí)脂肪酸的鹽／通式為（RCOO-）nMn+

脂肪酸烴鏈R一般在C11～C17之間常見的有硬脂酸、油酸、月桂酸2022/12/29表面活性劑19一、離子表面活性劑(ion2023/1/6表面活性劑20（一）陰離子表面活性劑根據(jù)M的不同／可分為堿金屬皂、堿土金屬皂和有機(jī)胺皂（如三乙醇胺皂）等它們均具有良好的乳化性能和分散油的能力／但易被酸破壞／堿金屬皂還可被鈣、鎂鹽等破壞／電解質(zhì)可使之鹽析(saltingout)／一般用于外用制劑

2022/12/29表面活性劑20（一）陰離子表面活性劑根據(jù)2023/1/6表面活性劑21（一）陰離子表面活性劑肥皂類

為高級(jí)脂肪酸鹽，分子結(jié)構(gòu)通式為(

RCOO-)nM+其中脂肪烴鏈R在C11～C18范圍，以硬脂酸、油酸、月桂酸等較為常用。2022/12/29表面活性劑21（一）陰離子表面活性劑肥皂2023/1/6表面活性劑22（一）陰離子表面活性劑硫酸化物（sulfates）

主要是硫酸化油和高級(jí)脂肪醇硫酸酯類通式為ROSO3-M+

其中脂肪烴鏈R在C12～C18范圍

硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油／又稱土耳其紅油／為黃色或桔黃色粘稠液／含48.5％的總脂肪油／可與水混合／為無(wú)刺激性的去污劑和潤(rùn)濕劑／也可用于揮發(fā)油或水不溶性殺菌劑的增溶(solubilization)2022/12/29表面活性劑22（一）陰離子表面活性劑硫酸2023/1/6表面活性劑23（一）陰離子表面活性劑高級(jí)脂肪醇類：十二烷基硫酸鈉（SDS，月桂酸硫酸鈉）十六烷基硫酸鈉（鯨蠟醇硫酸鈉）十八烷基硫酸鈉（硬脂醇硫酸鈉）

這些是常用的高級(jí)脂肪醇硫酸酯類／它們的乳化性很強(qiáng)／較肥皂類穩(wěn)定／較耐酸和鈣、鎂鹽／但可與一些高分子陽(yáng)離子藥物發(fā)生作用而產(chǎn)生沉淀／對(duì)粘膜有一定刺激性

主要用作外用軟膏的乳化劑（emulsifier)／有時(shí)也用于片劑等固體制劑的潤(rùn)濕劑或增溶劑2022/12/29表面活性劑23（一）陰離子表面活性劑高級(jí)水楊酸乳膏處方：水楊酸50g硬脂酸甘油酯70g硬脂酸100g

白凡士林120g液狀石蠟100g甘油120g

十二烷基硫酸鈉

10g羥苯乙酯1g蒸餾水480ml制備：將水楊酸研細(xì)后通過(guò)60目篩，備用。取硬脂酸甘油酯，硬脂酸，白凡士林及液體石蠟加熱熔化為油相。另將甘油及蒸餾水加熱至90度，再加入十二烷基硫酸鈉及羥苯乙酯溶解為水相。然后將水相緩慢倒入油相中，邊加邊攪拌，得到水包油型乳劑基質(zhì)，再將過(guò)篩后的水楊酸加入基質(zhì)中攪拌均勻，即得水楊酸乳膏。

2023/1/6表面活性劑24水楊酸乳膏2022/12/29表面活性劑242023/1/6表面活性劑25（一）陰離子表面活性劑磺酸化物（sulfonates）

屬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，通式為RSO3-M+

它們的水溶性、耐鈣和耐鎂鹽性比硫酸化物稍差，但即使在酸性水溶液中也不易水解2022/12/29表面活性劑25（一）陰離子表面活性劑磺酸2023/1/6表面活性劑26（一）陰離子表面活性劑常用的品種有：

二辛基琥珀酸磺酸鈉二己基琥珀酸硫酸鈉

十二烷基苯磺酸鈉等其中后者是目前廣泛應(yīng)用的洗滌劑洗潔精主要成分：

直鏈烷基苯磺酸鈉、烷基醇酰胺、烷基糖苷、烷基甜菜堿等。2022/12/29表面活性劑26（一）陰離子表面活性劑常用2023/1/6表面活性劑27（二）陽(yáng)離子表面活性劑（cationicsurfactants）

起作用部分是陽(yáng)離子(cation)／也稱陽(yáng)性皂／其分子結(jié)構(gòu)主要部分是一個(gè)五價(jià)的氮原子／所以稱為季銨化物

其特點(diǎn)是水溶性大、在酸性與堿性溶液中較穩(wěn)定、具有良好的表面活性作用和殺菌作用2022/12/29表面活性劑27（二）陽(yáng)離子表面活性劑（c2023/1/6表面活性劑28（二）陽(yáng)離子表面活性劑醫(yī)藥中的應(yīng)用：陽(yáng)離子型表面活性劑具有良好的表面活性，還具有強(qiáng)大的殺菌作用，但毒性較大，臨床一般作為皮膚、黏膜和手術(shù)器材的消毒。外用消毒制劑：苯扎氯胺（潔爾滅）、苯扎溴銨（新潔爾滅）、度米芬等。用于手術(shù)前皮膚消毒，粘膜和傷口消毒，手術(shù)器械消毒。2022/12/29表面活性劑28（二）陽(yáng)離子表面活性劑醫(yī)藥2023/1/6表面活性劑29第八章液體制劑

常用的表面活性劑——兩性離子型CH2－OOCR1CH－OOCR2CH2－O－P－O－CH2－CH2－N+－CH3O

O-CH3CH3磷酸酯鹽型陰離子部分季銨鹽型陽(yáng)離子部分磷脂類通式卵磷脂——注射用乳化劑通式：

存在等電點(diǎn)（pI）：

（pH>pI）堿性——陰離子，乳化、去污（pH<pI）酸性——陽(yáng)離子，殺菌2022/12/29表面活性劑29第八章液體制劑常用的表2023/1/6表面活性劑30（三）兩性離子表面活性劑（amphotericsurfactants）

這類表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有正、負(fù)電荷基團(tuán)，在不同pH值介質(zhì)中可表現(xiàn)出陽(yáng)離子或陰離子表面活性劑的性質(zhì)

例如：（1）卵磷脂（lecithin）（2）氨基酸型和甜菜堿型兩性離子表面活性劑2022/12/29表面活性劑30（三）兩性離子表面活性劑（2023/1/6表面活性劑31（1）卵磷脂（lecithin）

是天然的兩性離子表面活性劑主要來(lái)源是大豆和蛋黃，根據(jù)來(lái)源不同，也可稱豆磷脂或蛋磷脂2022/12/29表面活性劑31（1）卵磷脂（lecith2023/1/6表面活性劑32（1）卵磷脂（lecithin）

外觀為透明或半透明黃色或黃褐色油脂狀物質(zhì)，對(duì)熱十分敏感，在60℃以上數(shù)天內(nèi)即變?yōu)椴煌该骱稚?/p>

在酸和堿性條件下以及酯酶作用下容易水解／不溶于水／溶于氯仿、乙醚、石油醚等有機(jī)溶劑

是制備注射用乳劑及脂質(zhì)微粒制劑的主要輔料(supplies)2022/12/29表面活性劑32（1）卵磷脂（lecith2023/1/6表面活性劑33依托咪酯脂肪乳注射液與水劑相比較，脂肪乳劑可顯著減少注射痛和血管損傷等副作用。2022/12/29表面活性劑33依托咪酯脂肪乳注射2023/1/6表面活性劑34（2）氨基酸型和甜菜堿型兩性

離子表面活性劑

這類表面活性劑為合成化合物，陰離子部分主要是羧酸鹽，陽(yáng)離子部分為季銨鹽或胺鹽

由胺鹽構(gòu)成者即為氨基酸型（R-+NH2-CH2CH2-COO-）季銨鹽構(gòu)成者即為甜菜堿型（R-+N-(CH3)2-CH2-COO-）2022/12/29表面活性劑34（2）氨基酸型和甜菜堿型兩2023/1/6表面活性劑35

氨基酸型在等電點(diǎn)(isoelectricpoint)（一般為微酸性）時(shí)親水性減弱，并可能產(chǎn)生沉淀

而甜菜堿型則無(wú)論在酸性、中性及堿性溶液中均易溶，在等電點(diǎn)時(shí)也無(wú)沉淀（2）氨基酸型和甜菜堿型兩性

離子表面活性劑2022/12/29表面活性劑35氨基酸型在等電點(diǎn)(iso2023/1/6表面活性劑36

兩性離子表面活性劑在堿性水溶液中呈陰離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很好的起泡、去污作用在酸性溶液中呈陽(yáng)離子表面活性劑的性質(zhì)，具有很強(qiáng)的殺菌能力

常用的一類氨基酸型兩性離子表面活性劑如“Tego”／殺菌力很強(qiáng)／而毒性小于陽(yáng)離子表面活性劑另外還有一類具有咪唑啉結(jié)構(gòu)的新型兩性表面活性劑已上市（2）氨基酸型和甜菜堿型兩性

離子表面活性劑2022/12/29表面活性劑36兩性離子表面活性劑常用2023/1/6表面活性劑37第八章液體制劑

常用的表面活性劑——非離子型特點(diǎn)：

不解離，不受電解質(zhì)、pH影響毒性、溶血性小應(yīng)用廣泛(增溶、分散、乳化，外用、內(nèi)服、注射)親油親水甘油聚乙二醇山梨醇長(zhǎng)鏈脂肪酸長(zhǎng)鏈脂肪醇烷基芳基酯鍵或醚鍵脂肪酸甘油脂多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物2022/12/29表面活性劑37第八章液體制劑常用的表2023/1/6表面活性劑38二、非離子表面活性劑（nonionicsurfactant）

該類表面活性劑，在水中不解離，分子中構(gòu)成親水基團(tuán)的是甘油、聚乙二醇和山梨醇等多元醇

構(gòu)成親油基團(tuán)的是長(zhǎng)鏈脂肪醇以及烷基或芳基等／它們以酯鍵或醚鍵與親水基團(tuán)結(jié)合

有很多類不同品種，廣泛用于外用、口服制劑和注射劑2022/12/29表面活性劑38二、非離子表面活性劑（no2023/1/6表面活性劑39二、非離子表面活性劑(種類)

（一）脂肪酸甘油酯（二）多元醇型

1、蔗糖脂肪酸酯

2、脂肪酸山梨坦(司盤)3、聚山梨酯（吐溫）（三）聚氧乙烯型

1、聚氧乙烯脂肪酸酯(賣澤)2、聚氧乙烯脂肪醇醚(芐澤)（四）聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物

泊洛沙姆（poloxamer）2022/12/29表面活性劑39二、非離子表面活性劑(種類2023/1/6表面活性劑40脂肪酸山梨坦（sorbitanfattyester）

是失水山梨醇脂肪酸酯／由山梨糖醇及其單酐和二酐與脂肪酸反應(yīng)而成的酯類化合物的混合物／商品名為司盤（spans）

根據(jù)反應(yīng)的脂肪酸不同／可分為司盤20（月桂山梨坦）、司盤40（棕櫚山梨坦）、司盤60（硬脂山梨坦）、司盤65（三硬脂山梨坦）、司盤80（油酸山梨坦）和司盤85（三油酸山梨坦）等2022/12/29表面活性劑40脂肪酸山梨坦（sorbit2023/1/6表面活性劑41

司盤是粘稠狀、白色至黃色的油狀液體或蠟狀固體／不溶于水／易溶于乙醇／在酸、堿和酶作用下易水解／其HLB值從1.8－3.8／是常用的油包水型乳化劑

但在水包油型乳劑中，司盤20和司盤40常與吐溫配伍用作混合乳化劑／司盤60和司盤65等則適合在油包水型乳劑中與吐溫配合使用脂肪酸山梨坦（司盤）2022/12/29表面活性劑41司盤是粘稠狀、白色至黃色2023/1/6表面活性劑42聚山梨酯（polysorbate）

是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯／由失水山梨醇脂肪酸酯與環(huán)氧乙烷反應(yīng)生產(chǎn)的親水性化合物／商品名為吐溫（Tweens）／美國(guó)藥典品名為Polysorbate

根據(jù)脂肪酸不同／有吐溫20（聚山梨酯20）、吐溫40（聚山梨酯40）、吐溫60（聚山梨酯60）、吐溫65（聚山梨酯65）、吐溫80（聚山梨酯80）、吐溫85（聚山梨酯85）等。2022/12/29表面活性劑42聚山梨酯（polysorb2023/1/6表面活性劑43聚山梨酯（吐溫）

吐溫是粘稠的黃色液體／對(duì)熱穩(wěn)定／在酸、堿和酶作用下會(huì)水解／在水和乙醇以及多種有機(jī)溶劑中易溶／不溶于油／低濃度時(shí)在水中形成膠束／其增溶作用不受溶液pH值影響

吐溫是常用的增溶劑(solubilizingagent)、乳化劑(emulsifier)、分散劑(dispender)和潤(rùn)濕劑(wettingagent)2022/12/29表面活性劑43聚山梨酯（吐溫）吐溫是粘2023/1/6表面活性劑44聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物

又稱泊洛沙姆（poloxamer）／商品名為普朗尼克（pluronic）

根據(jù)不同的共聚比例/有不同分子量的產(chǎn)品／分子量可在1000-14000／HLB為0.5－30／隨分子量增加／本品從液體變?yōu)楣腆w／隨聚氧丙烯比例增加／親油性增強(qiáng)／相反隨聚氧乙烯比例增加／親水性增加2022/12/29表面活性劑44聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物2023/1/6表面活性劑45

本品為高分子非離子表面活性劑／具有乳化(emulsify)、潤(rùn)濕(wetting)、分散(dispersion)、起泡(foaming)和消泡(defoaming)等多種性能／但增溶能力較弱poloxamer188(PluronicF68)，作為一種水包油型乳化劑，是目前用于靜脈乳劑極少數(shù)合成乳化劑之一，用本品制備的乳劑能夠耐受熱壓滅菌和低溫冰凍而不改變其物理穩(wěn)定性聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物2022/12/29表面活性劑45本品為高分子非離子表面活2023/1/6表面活性劑46第二節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)一、表面活性劑膠束（一）臨界膠束濃度（criticalmicelleconcentration,CMC）表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度2022/12/29表面活性劑46第二節(jié)表面活性劑的基本性2023/1/6表面活性劑47臨界膠束濃度(CMC)：CMC是表面活性劑的特征性指標(biāo)CMC與HLB值和表面活性大小有關(guān)膠團(tuán)的締合數(shù)

表面活性劑的性質(zhì)——臨界膠束濃度正吸附

CMC

親水性

2022/12/29表面活性劑47臨界膠束濃度(CMC)：2023/1/6表面活性劑48

當(dāng)表面活性劑在溶液表面的正吸附達(dá)到飽和(saturation)時(shí)／如繼續(xù)增加表面活性劑的濃度不能在表面定向排列的表面活性劑分子則轉(zhuǎn)入體相溶液

因其親油基團(tuán)的存在，水分子對(duì)表面活性劑分子的排斥力(repulsion)遠(yuǎn)大于相互間的吸引力(attractiveforce)，這些過(guò)剩的表面活性劑分子依賴范德華力聚集在一起，形成親油基團(tuán)向內(nèi)，親水基團(tuán)向外，在水中能穩(wěn)定分布的膠束（micelle）

表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度／稱為臨界膠束濃度(CMC)（一）臨界膠束濃度2022/12/29表面活性劑48當(dāng)表面活性劑在溶液表面的2023/1/6表面活性劑49(二)膠束的結(jié)構(gòu)（structureofmicelle）

在一定濃度范圍內(nèi)，膠束在溶液中呈球形結(jié)構(gòu)，并有恒定的分子締合數(shù)，其碳?xì)滏湗?gòu)成內(nèi)核，且自由纏繞保持類似于液體的狀態(tài)

對(duì)離子型表面活性劑，則有反離子吸附在膠束表面，隨著溶液中表面活性劑濃度增加（20％以上），膠束不再能保持球形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈叻肿泳喓蠑?shù)的棒狀膠束或六角束狀結(jié)構(gòu)，表面活性劑濃度更大時(shí)，成為板狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)2022/12/29表面活性劑49(二)膠束的結(jié)構(gòu)（str第4章表面活性劑課件C非離子型表面活性劑（增溶極性增溶質(zhì)）

A、B離子型表面活性劑（增溶極性和非極性增溶質(zhì)）

不同類型增溶質(zhì)在球狀膠束中的位置示意圖C非離子型表面活性劑（增溶極性增溶質(zhì)）A、B離子型表2023/1/6表面活性劑52

球形到層狀結(jié)構(gòu)，表面活性劑的碳?xì)滏湉奈蓙y分布轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)整排列，完成了從液態(tài)到液晶態(tài)的轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)出明顯的光學(xué)各向異性性質(zhì)(二)膠束的結(jié)構(gòu)2022/12/29表面活性劑52球形到層狀結(jié)構(gòu)，表面活性2023/1/6表面活性劑53二、親水親油平衡值（hydrophilic-lipophilebalance,HLB）

（一）HLB值的概念

表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)水的綜合親合力稱為HLB

一般將表面活性劑的HLB值范圍限定在0－40間對(duì)于一個(gè)已知的或給定的油相，用不同HLB值的乳化劑將其乳化時(shí)，必有一個(gè)HLB值為最適HLB值，此時(shí)形成的乳劑最穩(wěn)定。2022/12/29表面活性劑53二、親水親油平衡值（hyd2023/1/6表面活性劑54（一）HLB值的概念非離子表面活性劑的HLB值為0－20

即完全由疏水碳?xì)浠鶊F(tuán)組成石蠟分子的HLB值為0／完全由親水性的氧乙烯基組成的聚氧乙烯的HLB值為20／既有碳?xì)滏溣志哐跻蚁╂湹谋砻婊钚詣┑腍LB值則介于兩者之間

親水性表面活性劑有較高的HLB值／親油性表面活性劑有較低的HLB值

親油性或親水性很大的表面活性劑易溶于油或易溶于水／在溶液界面的正吸附量較少／故降低表面張力(surfacetension)的作用較弱2022/12/29表面活性劑54（一）HLB值的概念非離子2023/1/6表面活性劑55

表面活性劑的HLB值與其應(yīng)用性質(zhì)有密切關(guān)系／HLB值在3－8的表面活性劑適合用作W/O型乳化劑／HLB值在8－16的表面活性劑適合于O/W型乳化劑(emulsifier)

作為增溶劑的HLB值在15～18

作為潤(rùn)濕劑(wettingagent)的HLB值在7～9（一）HLB值的概念2022/12/29表面活性劑55表面活性劑的HLB值與其2023/1/6表面活性劑56親水親油平衡值(HLB)：衡量表面活性劑親水親油相對(duì)強(qiáng)弱的指標(biāo)

HLB大親水性強(qiáng)HLB小親油性強(qiáng)

表面活性劑的性質(zhì)——親水親油平衡值0369121518親水親油增溶劑O/W乳化劑W/O乳化劑去污劑潤(rùn)濕劑與鋪展劑大部分消泡劑石蠟 0聚乙二醇 20十二烷基硫酸鈉 402022/12/29表面活性劑56親水親油平衡值(HLB)：非離子表面活性劑的HLB值具有加和性(additivity)如簡(jiǎn)單的二組份非離子表面活性劑體系的HLB值可按如下計(jì)算：

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)

W－質(zhì)量舉例：45％司盤60（HLB＝4.7）和55％吐溫60（HLB＝14.9）組成的混合表面活性劑的HLB值為10.31{（45×4.7+55×14.9）/(45+55)}＝10.31

但上式不能用于混合離子型表面活性劑HLB值的計(jì)算非離子表面活性劑的HLB值具有加和性(additivity)2023/1/6表面活性劑58第三節(jié)表面活性劑的增溶作用（solubilization）（一）膠束增溶（micellarsolubilizing）

表面活性劑在水溶液中達(dá)到CMC后／一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加／形成透明膠體溶液(transparentcolloidsolution)／這種作用即是增溶（solubilization）2022/12/29表面活性劑58第三節(jié)表面活性劑的增溶例：難溶性藥物的增溶螺內(nèi)酯（安體舒通）：水不溶性的低效利尿藥，在其口服制劑像片劑中加入適量的吐溫80，可明顯的促進(jìn)螺內(nèi)酯的口服吸收，增加生物利用度。2023/1/6表面活性劑59例：難溶性藥物的增溶2022/12/29表面活性劑592023/1/6表面活性劑60（一）膠束增溶

起增溶作用的表面活性劑稱為增溶劑(solubilizer,solubilizingagent)/被增溶的物質(zhì)稱為增溶質(zhì)(solubilizingsolute)

膠束增溶體系是熱力學(xué)穩(wěn)定體系(thermodynamicstabilizingsystem)／增溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)(chemicalpotential)較增溶前顯著降低2022/12/29表面活性劑60（一）膠束增溶起增溶作用2023/1/6表面活性劑61

例如：甲酚在水中溶解度僅2％左右／但在肥皂溶液中／增加到50％

同時(shí)膠束增溶體系也是熱力學(xué)平衡體系(thermodynamicequilibriumsystem)／在CMC以上／隨著表面活性劑用量增加／膠束數(shù)量增加／增溶量也相應(yīng)增加／當(dāng)表面活性劑用量固定和增溶達(dá)到飽和的濃度即為最大增溶濃度（maximumadditiveconcentration,MAC）（一）膠束增溶2022/12/29表面活性劑61同時(shí)膠束增溶體系也是熱力2023/1/6表面活性劑62舉例說(shuō)明

例如：

1g十二烷基硫酸鈉可增溶0.262g黃體酮1g吐溫80或吐溫20可分別增溶0.19g和0.25g丁香油

在MAC時(shí)／如繼續(xù)加入增溶質(zhì)／若增溶質(zhì)為液體／體系將轉(zhuǎn)變?yōu)槿闈嵋?emulsion)／若增溶質(zhì)為固體／則溶液中將有沉淀析出(precipitation,sedimention)

增溶體系由熱力學(xué)穩(wěn)定體系變?yōu)椴环€(wěn)定體系／顯然表面活性劑CMC及締合數(shù)不同／增溶MAC就不同／CMC越低／締合數(shù)越大／MAC就越高（一）膠束增溶2022/12/29表面活性劑62舉例說(shuō)明例如：在M2023/1/6表面活性劑63（二）溫度對(duì)增溶的影響

主要有三個(gè)方面：1）影響膠束的形成性質(zhì)；2）影響增溶質(zhì)的溶解性質(zhì)；3）影響表面活性劑的溶解度

對(duì)于離子表面活性劑／受影響的主要是2）和3）2022/12/29表面活性劑63（二）溫度對(duì)增溶的影響主2023/1/6表面活性劑641、Krafft點(diǎn)（Krafftpoint）十二烷基硫酸鈉在水中的溶解度隨溫度變化曲線見下圖：

TheKrafftpointisthetemperatureatwhichthesolubilityofhydratedsurfactantscrystalsincreasessharplywithincreasingtemperature.Also,theconcentrationatwhichmicellesareformedattheKraffttemperatureisthecriticalmicelleconcentration(CMC).Therefore,knowingtheKrafftpointandCMCofthesurfactantsisimportantandoneshouldhaveinformationabouttheconditionsinwhichasurfactantacts.2022/12/29表面活性劑641、Krafft點(diǎn)（Kra

十二烷基硫酸鈉在水中的溶解度與溫度關(guān)系

十二烷基硫酸鈉在水中的溶解度與溫度關(guān)系2023/1/6表面活性劑66

何謂Krafft點(diǎn)？1、Krafft點(diǎn)

從圖中可看出隨溫度升高／離子表面活性劑的溶解度在某一溫度急劇升高／此轉(zhuǎn)折點(diǎn)(拐點(diǎn),inflectionpoint,inflexionpoint)相對(duì)應(yīng)的溫度稱為Krafft點(diǎn)

而此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的CMC／當(dāng)溶液中表面活性劑的濃度未超過(guò)溶解度時(shí)（區(qū)域I），溶液為真溶液(truesolution)／當(dāng)繼續(xù)加入表面活性劑時(shí)，則有過(guò)量表面活性劑析出(precipitation)（區(qū)域II）,而此時(shí)升高溫度，體系又成為澄明溶液(clearsolution)（區(qū)域III）

但與I相不同，III相是表面活性劑的膠束溶液／所以Krafft點(diǎn)實(shí)際上是表面活性劑真溶液相(truesolutionphase)、膠束相(micellarphase)和固相(solidphase)共存的溫度2022/12/29表面活性劑66何謂Krafft點(diǎn)？1、2023/1/6表面活性劑67

對(duì)于每一種離子表面活性劑／Krafft點(diǎn)是一特征值(characteristicvalue)／Krafft點(diǎn)越高，CMC越小／在Krafft點(diǎn)以上，隨溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，形成的膠束可能發(fā)生離散而使CMC升高

換句話說(shuō)／Krafft點(diǎn)是表面活性劑使用溫度的下限／或者說(shuō)只有在溫度高于Krafft點(diǎn)時(shí)／表面活性劑才能最大限度地發(fā)揮效能(efficiency)

例如十二烷基硫酸鈉的Krafft點(diǎn)為8℃左右／而十二烷基磺酸鈉的Kraafft點(diǎn)為70℃／顯然后者在室溫的表面活性不夠理想1、Krafft點(diǎn)2022/12/29表面活性劑67對(duì)于每一種離子表面活性劑2023/1/6表面活性劑682、起曇與曇點(diǎn)（cloudpoint）

與離子表面活性劑相反／對(duì)于聚氧乙烯型非離子表面活性劑／隨溫度升高，導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，水合能力下降，臨界膠束濃度（CMC）降低，膠束數(shù)量增加，對(duì)增溶質(zhì)的增溶量增大／但當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí)，聚氧乙烯鏈脫水發(fā)生強(qiáng)烈收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，溶解度急劇下降

表面活性劑從溶液中析出溶液出現(xiàn)混濁的溫度即為濁點(diǎn)或曇（tan）點(diǎn)(cloudpoint)何謂曇點(diǎn)？2022/12/29表面活性劑682、起曇與曇點(diǎn)（cloud2023/1/6表面活性劑69

濁點(diǎn)時(shí)聚氧乙烯型非離子表面活性劑的一個(gè)特征值／在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，濁點(diǎn)越低／相反則越高／如吐溫20為90℃，吐溫60為76℃，吐溫80為93℃cloudpointThetemperatureatwhichasolutionofasurfactantorglycol

startstoformmicelles(molecularagglomerates),thusbecomingcloudy.Thisbehaviorischaracteristicofnonionicsurfactants,whichareoftensolubleatlowtemperaturesbut"cloudout"atsomepointasthetemperatureisraised.2、起曇與曇點(diǎn)（cloudpoint）2022/12/29表面活性劑69cloudpoint2、2023/1/6表面活性劑70四、表面活性劑的復(fù)配（complexcompatibleness）

表面活性劑相互間或與其它化合物的配合使用稱為復(fù)配

在表面活性劑的增溶應(yīng)用中，如能夠選擇適宜的配伍，可大大增加增溶能力，減少表面活性劑用量，使表面活性劑混合體系具有優(yōu)于單一表面活性劑溶液更好的特性

如高純度的十二烷基磺酸鈉水溶液的增溶(solubilizing)、乳化(emulsifing)及起泡能力(foamingcapacity)都低于其與十二醇的混合體系(mixedsystem)2022/12/29表面活性劑70四、表面活性劑的復(fù)配（co2023/1/6表面活性劑71四、表面活性劑的復(fù)配（complexcompatibleness）（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍（二）與有機(jī)添加劑的配伍（三）與水溶性高分子的配伍（四）與表面活性劑混合體系的配伍2022/12/29表面活性劑71四、表面活性劑的復(fù)配（co2023/1/6表面活性劑72（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍

在離子表面活性劑溶液中加入可溶性的中性無(wú)機(jī)鹽，主要是反離子(counterion,gegenion)的影響。

反離子結(jié)合率越高和濃度越大／表面活性劑CMC降低就越顯著，從而增加了膠束數(shù)量／增加烴核總體積，增加了烴核增溶質(zhì)的增溶量2022/12/29表面活性劑72（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍2023/1/6表面活性劑73（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍

相反，由于無(wú)機(jī)鹽使膠束柵狀層分子間的電斥力(electricexpulsiveforce)減?。肿优帕?arrangement)更緊密／減少了極性增溶質(zhì)的有效增溶空間(solubilizingspace)／故對(duì)極性物質(zhì)的增溶量降低

當(dāng)溶液中存在多量Ca2+、Mg2+等多價(jià)反離子時(shí)／則可能減低陰離子表面活性劑的溶解度，產(chǎn)生鹽析(saltingout)現(xiàn)象／導(dǎo)致增溶量下降2022/12/29表面活性劑73（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍2023/1/6表面活性劑74

無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑的影響較小／但在高濃度時(shí)（>0.1mol/L）可破壞表面活性劑聚氧乙烯等親水基與水分子的結(jié)合，使?jié)狳c(diǎn)降低，CMC下降，增溶量增加

但多價(jià)離子及H+、Ag+、Li+和I-、SCN-等則升高濁點(diǎn)(cloudpoint)，這是因?yàn)榫垩跻蚁┗系难蹩膳c這些電性較強(qiáng)的陽(yáng)離子結(jié)合而使之帶正電性，與水分子仍有牢固結(jié)合（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍2022/12/29表面活性劑74無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑2023/1/6表面活性劑75（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍

一般而言，鈉鹽的影響比鉀鹽更大／一價(jià)離子比二價(jià)離子有更大影響

一些不溶性無(wú)機(jī)鹽如硫酸鋇能化學(xué)吸附(adsorption)陰離子表面活性劑／使溶液中表面活性劑濃度下降／而皂土、白陶土、滑石粉等具有負(fù)電荷的固體也可與陽(yáng)離子表面活性劑生成不溶性復(fù)合物2022/12/29表面活性劑75（一）與中性無(wú)機(jī)鹽的配伍2023/1/6表面活性劑76（二）有機(jī)添加劑1）脂肪醇

脂肪醇對(duì)表面活性劑增溶的影響與其碳鏈長(zhǎng)度及濃度有關(guān)／脂肪醇與表面活性劑分子形成的混合膠束(mixedmicell)體積增大，對(duì)碳?xì)浠衔锏脑鋈芰吭黾樱敬继兼溤介L(zhǎng)，極性極小。增溶效果越大

但使用時(shí)一般以碳原子數(shù)在12以下的長(zhǎng)鏈為宜，因?yàn)楦L(zhǎng)鏈的醇受溶解度的限制進(jìn)入膠束的量減少

與之相反，一些短鏈醇不僅不能與表面活性劑形成混合膠束，還可能破壞膠束的形成，如C1～C6的醇等2022/12/29表面活性劑76（二）有機(jī)添加劑1）脂肪醇2023/1/6表面活性劑77（二）有機(jī)添加劑

2）其它極性有機(jī)物

如尿素、N－甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性劑的CMC／一方面這些有機(jī)極性分子與水分子發(fā)生強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，另一方面這些物質(zhì)也是表面活性劑的助溶劑，增加了表面活性劑的溶解度／這些均使表面活性劑濁點(diǎn)(cloudpoint)升高并影響膠束形成

例如：尿素可使十二醇聚氧乙烯（6）醚的CMC升高10倍之多／一些多元醇如果糖、木糖、山梨醇可使非離子表面活性劑CMC下降2022/12/29表面活性劑77（二）有機(jī)添加劑2）其它2023/1/6表面活性劑78（三）水溶性高分子

如明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚乙烯吡咯烷酮等水溶性高分子加入至表面活性劑溶液中／可對(duì)表面活性劑分子產(chǎn)生吸附

高分子濃度越大／吸附量越多／減少了溶液中游離表面活性劑分子數(shù)量／因而表面活性劑的CMC也隨之升高2022/12/29表面活性劑78（三）水溶性高分子如明膠2023/1/6表面活性劑79

陽(yáng)離子表面活性劑與含羧基的羧甲基纖維素、阿拉伯膠、果膠酸、海藻酸以及含磷酸根的核糖核酸、去氧核糖核酸等生成不溶性復(fù)凝聚物

但在含有高分子的溶液中，只要有膠束形成，其增溶效果卻顯著增強(qiáng)，這可能是由于高分子與表面活性劑分子的疏水鏈(hydrophobicchain)之間的相互結(jié)合使膠束烴核增大／但也可能是電性效應(yīng)(electriceffect)（三）水溶性高分子2022/12/29表面活性劑79陽(yáng)離子表面活性劑與含羧基2023/1/6表面活性劑80

一些中性水溶性大分子與陰離子表面活性劑的作用強(qiáng)弱次序?yàn)椋?/p>

聚乙烯醇<聚乙二醇<甲基纖維素<聚乙烯吡咯烷酮

與陽(yáng)離子表面活性劑作用強(qiáng)弱次序?yàn)椋?/p>

聚乙烯吡咯烷酮<聚乙二醇<聚乙烯醇<甲基纖維素（三）水溶性高分子2022/12/29表面活性劑80一些中性水溶性大分子與陰2023/1/6表面活性劑81（四）表面活性劑混合體系

1、同系物混合體系許多市售的表面活性劑都是同系物的混合物／如硬脂酸鈉、棕櫚酸鈉或月桂酸鈉兩個(gè)同系物等量混合體系／表面活性介于各自表面活性之間／更趨于較高活性組份（即碳?xì)滏溳^長(zhǎng)的同系物）2、非離子表面活性劑與離子表面活性劑混合體系該混合體系中兩者更易形成膠束／其CMC介于兩種表面活性劑CMC之間或低于其中任一表面活性劑的CMC2022/12/29表面活性劑81（四）表面活性劑混合體系12023/1/6表面活性劑82

其原理：

原來(lái)帶有同種電荷的離子表面活性劑分子間的排斥力(repulsion)減弱／非離子表面活性劑因誘導(dǎo)偶極(induceddipole)作用產(chǎn)生的分子正負(fù)電荷中心對(duì)離子表面活性劑產(chǎn)生定向靜電吸引(electrostaticattraction)／增加了分子間的相互作用／更易形成膠束(micelle)2、非離子表面活性劑與離子表面活性劑混合體系2022/12/29表面活性劑82其原理：2、非離子表面活2023/1/6表面活性劑832、非離子表面活性劑與離子表面活性劑混合體系

在陰離子表面活性劑－聚氧乙烯型和非離子表面活性劑的混合體系／單聚氧乙烯數(shù)增加時(shí)／可發(fā)生更強(qiáng)的協(xié)同作用(coordination)／而當(dāng)電解質(zhì)(electrolyte)加入時(shí)可使協(xié)同作用減弱

疏水基相同的聚氧乙烯型非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑配伍的協(xié)同作用強(qiáng)于與陽(yáng)離子的配伍2022/12/29表面活性劑832、非離子表面活性劑與離子2023/1/6表面活性劑843、陽(yáng)離子和陰離子表面活性劑的混合體系

在水溶液中／帶相反電荷的離子表面活性劑的適當(dāng)配伍／形成很高表面活性和增效作用的分子復(fù)合物／并具有兩者的應(yīng)用特點(diǎn)／如潤(rùn)濕(wetting)、增溶(solubilizing)、起泡(foaming)、殺菌(sterilizing)等

例如:辛基硫酸鈉與溴化辛基三甲銨按1:1配伍時(shí)／復(fù)合物的CMC僅為兩種表面活性劑CMC的1／20～1／352022/12/29表面活性劑843、陽(yáng)離子和陰離子表面活性2023/1/6表面活性劑85

在等量混合時(shí)／兩者相反電荷的強(qiáng)烈吸引(strongattraction)導(dǎo)致最強(qiáng)的表面活性／而且此時(shí)加入無(wú)機(jī)鹽對(duì)其表面活性不再產(chǎn)生影響。

兩種離子表面活性劑的碳?xì)滏滈L(zhǎng)度越相近以及碳?xì)滏溤介L(zhǎng)／增效作用也越強(qiáng)。3、陽(yáng)離子和陰離子表面活性劑的混合體系2022/12/29表面活性劑85兩種離子表面活性劑的碳?xì)?023/1/6表面活性劑86

當(dāng)然并非陰、陽(yáng)離子表面活性劑的隨意混合使用都能增加表面活性／除有嚴(yán)格的比例外／混合方法也起重要作用

否則只能通過(guò)靜電中和(electrostaticneutralization)形成溶解度很小的離子化合物(ioniccompound)／從溶液中沉淀(sediment)出來(lái)(precipitation)。3、陽(yáng)離子和陰離子表面活性劑的混合體系2022/12/29表面活性劑86當(dāng)然并非陰、陽(yáng)離子表面活2023/1/6表面活性劑87五、表面活性劑增溶作用的應(yīng)用

1、增溶相圖(solubilizingphasemap)

表面活性劑增溶體系是水、表面活性劑和增溶質(zhì)組成的三元體系

在一定的溫度和壓力下／為配制澄明溶液(clearsolution)以及在使用稀釋時(shí)仍保持澄明／需選擇適宜的配比

通過(guò)三元相圖的制作／可確定配比的范圍并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用作出最佳選擇2022/12/29表面活性劑87五、表面活性劑增溶作用的應(yīng)

制作三元相圖(three-unitphasediagram)方法表面活性劑和增溶質(zhì)混勻滴水至在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持混濁記錄消耗水量繼續(xù)滴加水并觀察有無(wú)從混濁轉(zhuǎn)澄明、再由清變濁的現(xiàn)象記錄消耗水量計(jì)算所有混濁點(diǎn)處三組份的重量（或容量）百分?jǐn)?shù)在三角座標(biāo)圖中定點(diǎn)連線即得到增溶相圖制作三元相圖(three-unitphasediagr第4章表面活性劑課件2023/1/6表面活性劑90

在II、IV兩相區(qū)內(nèi)的任一比例／均不能值得澄明溶液

在I、III兩相區(qū)內(nèi)任一比例可制得澄明溶液

但只有在沿曲線(curve)的切線上方區(qū)域內(nèi)的任一配比，如A點(diǎn)（代表7.5％薄荷油，42.5%吐溫20和50％水），在加水稀釋(dilute)時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)混濁(cloudiness)1、增溶相圖2022/12/29表面活性劑90在II、IV兩相區(qū)內(nèi)的任2023/1/6表面活性劑91

增溶劑（表面活性劑）的增溶能力可因三組份的加入次序不同出現(xiàn)差別／一般認(rèn)為，將增溶質(zhì)與增溶劑先行混合要比增溶劑與溶劑（水）混合的效果好

在增溶藥物時(shí)／平衡溫度及時(shí)間的選擇很重要／達(dá)到增溶平衡（即維持穩(wěn)定的澄明或混濁狀態(tài)）往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間（幾天、幾星期甚至數(shù)月）

對(duì)于固體藥物的增溶／這種平衡常需較長(zhǎng)的時(shí)間／而在固體藥物增溶時(shí)／過(guò)量固體藥物的存在會(huì)吸附一部分表面活性劑1、增溶相圖2022/12/29表面活性劑91增溶劑（表面活性劑）的增2023/1/6表面活性劑921、增溶相圖

如在制劑生產(chǎn)或使用中無(wú)需進(jìn)一步稀釋／則可以直接在已知濃度的表面活性劑溶液中加入不同量增溶質(zhì)至飽和（產(chǎn)生混濁(cloudiness)或沉淀(sediment)）即可／簡(jiǎn)單采用二元相圖選擇適宜配比2022/12/29表面活性劑921、增溶相圖如在制劑生產(chǎn)2023/1/6表面活性劑932、解離藥物的增溶

不解離的極性藥物和非極性藥物易為表面活性劑增溶并有較明顯的增溶效果

而解離藥物往往因其水溶性，進(jìn)一步增溶的可能性較小甚至溶解度降低2022/12/29表面活性劑932、解離藥物的增溶不解離2023/1/6表面活性劑94

因此解離藥物除與增溶質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面活性劑增溶的關(guān)系外，還有其特殊性：1）

解離藥物與帶有相反電荷的表面活性劑體系

當(dāng)體系中存在兩種帶相反電荷的分子／在不同配比下／可出現(xiàn)增溶、形成可溶性復(fù)合物或不溶性復(fù)合物2、解離藥物的增溶2022/12/29表面活性劑94因此解離藥物除與增溶質(zhì)結(jié)2023/1/6表面活性劑952、解離藥物的增溶

例如：陽(yáng)離子表面活性劑氯苯甲烴銨水溶液中／陰離子藥物的增溶行為／隨表面活性劑濃度變化出現(xiàn)不同變化

一般而言。表面活性劑的烴鏈越長(zhǎng)／即疏水性越強(qiáng)，出現(xiàn)不溶性復(fù)合物可能性越大2022/12/29表面活性劑952、解離藥物的增溶一般而2023/1/6表面活性劑962、解離藥物的增溶2）

解離藥物與非離子表面活性劑體系

這兩者的配伍很少形成不溶性復(fù)合物／但體系的pH值可明顯影響藥物的增溶量

對(duì)弱酸性藥物，在偏酸性環(huán)境中有較大增溶／對(duì)弱堿性藥物，在偏堿性環(huán)境中有較大增溶／兩性離子藥物(amphotericdrug)則在等電點(diǎn)(isoelectricpoint)時(shí)有最大增溶量2022/12/29表面活性劑962、解離藥物的增溶這兩者2023/1/6表面活性劑973、多組份增溶質(zhì)的增溶

制劑中存在多種組份時(shí)／對(duì)主藥的增溶效果取決于各組份與表面活性劑的相互作用／當(dāng)多種組份與主藥競(jìng)爭(zhēng)同一增溶位置或某一組分吸附或結(jié)合表面活性劑分子/而使主藥的增溶量減?。裟承┙M份可擴(kuò)大膠束體積從而增加主藥的增溶

例如：苯甲酸增加羥苯甲酯在聚氧乙烯脂肪醇醚溶液中的溶解，而二氯酚則減少其溶解2022/12/29表面活性劑973、多組份增溶質(zhì)的增溶2023/1/6表面活性劑984、抑菌劑的增溶

抑菌劑或其它抗菌藥物在表面活性劑溶液中往往被增溶而降低活性／這種情況下必須增加用量／抑菌劑增加量的多少與其被增溶的量有關(guān)／如其溶解度越高，要求的抑菌濃度越大

換句話，如抑菌劑分配在膠束中越多，則其抑菌效力受到越大的影響2022/12/29表面活性劑984、抑菌劑的增溶抑2023/1/6表面活性劑99

例如：羥苯丙酯和丁酯的抑菌濃度比甲酯或乙酯低很多／但是，在表面活性劑溶液中，需更高濃度才能達(dá)到相同的抑菌效果／因?yàn)楸ズ投□ジ菀自谀z束中增溶4、抑菌劑的增溶2022/12/29表面活性劑994、抑菌劑的增溶2023/1/6表面活性劑1005、表面活性劑溶液的化學(xué)穩(wěn)定性

表面活性劑在不同的場(chǎng)合可產(chǎn)生完全相反的結(jié)果／加速或抑制藥物的降解(degradation)

藥物在膠束中的穩(wěn)定性與膠束表面的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、膠束締合體的反應(yīng)性、藥物本身的降解途徑、環(huán)境的pH、離子強(qiáng)度等多種因素有關(guān)2022/12/29表面活性劑1005、表面活性劑溶液的化學(xué)

在堿性環(huán)境中例如：酯類藥物

在堿性水解中／水解中間產(chǎn)物為帶負(fù)電荷的陰離子／陽(yáng)離子表面活性劑的正電荷加速其反應(yīng)進(jìn)行／陰離子表面活性劑則相反

在酸性環(huán)境中／情況正相反例如：青霉素（β-內(nèi)酰胺類藥物）

在酸性水解中／被陽(yáng)離子及非離子表面活性劑膠束所抑制／而被陰離子表面活性劑膠束所催化

在中性溶液中／青霉素V的降解／表面活性劑均無(wú)保護(hù)作用也無(wú)催化作用在堿性環(huán)境中例如：酯類藥物在酸性環(huán)境中／情況正相反例如：2023/1/6表面活性劑1026、增溶劑加入的順序

一般認(rèn)為，將增溶質(zhì)與增溶劑先行混合要比增溶劑先與水混合的效果好。另外，在增溶藥物時(shí)，達(dá)到增溶平衡時(shí)往往需要較長(zhǎng)時(shí)間。2022/12/29表面活性劑1026、增溶劑加入的順序一2023/1/6表面活性劑103六、表面活性劑在藥物制劑中的應(yīng)用

表面活性劑的應(yīng)用，除一部分具有藥理作用及直接用于消毒、殺菌、防腐之外

常用于油的乳化、難溶藥物的增溶、懸濁液的分散與助懸、增加藥物的穩(wěn)定性、促進(jìn)藥物的吸收、固體表面的潤(rùn)濕、起泡與消泡、去垢等作用

在此僅討論其在藥物制劑中的主要作用2022/12/29表面活性劑103六、表面活性劑在藥物制劑2023/1/6表面活性劑104

表面活性劑應(yīng)用示意圖表面活性劑增溶劑乳化劑潤(rùn)濕劑發(fā)泡劑消泡劑殺菌抑菌劑去污劑2022/12/29表面活性劑104表面活性劑應(yīng)用示意圖表2023/1/6表面活性劑105一、表面活性劑的乳化作用（一）降低界面張力當(dāng)水相與油相混合時(shí)，加入表面活性劑（乳化劑）可降低油水的界面張力，分散成穩(wěn)定的乳劑。但要根據(jù)所用油及乳劑的類型選擇適宜的乳化劑。（二）形成牢固的乳化膜乳化劑降低油水界面張力的同時(shí)被吸附于乳滴的表面上，并有規(guī)律地定向排列形成膜，可阻止乳滴的合并。在乳滴周圍形成的乳化劑膜稱為乳化膜。乳化劑在乳滴表面上排列越整齊，乳化膜就越牢固，乳劑也就越穩(wěn)定。乳化膜有三種類型：2022/12/29表面活性劑105一、表面活性劑的乳化作用2023/1/6表面活性劑106

三種類型乳化膜1.單分子乳化膜

表面活性劑分子被吸附于乳滴表面，有規(guī)律地定向排列成單分子乳化劑層，增加乳劑的穩(wěn)定性。若乳化劑為離子型表面活性劑，則乳化膜本身帶有電荷，由于電荷互相排斥，阻止乳滴合并，使乳劑更加穩(wěn)定。2.多分子乳化膜

親水性高分子化合物類乳化劑，在乳劑形成時(shí)被吸附于乳滴的表面，形成多分子乳化劑層，稱多分子乳化膜，阻止乳滴合并，也增加分散介質(zhì)的粘度，使乳劑更穩(wěn)定。如阿拉伯膠作乳化劑就能形成多分子乳化膜。3.固體微粒乳化膜

作為乳化劑使用的固體微粒對(duì)水相和油相有不同的親合力，因而對(duì)油、水兩相表面張力有不同程度的降低，在乳化過(guò)程中固體微粒被吸附于乳滴表面，在乳滴表面上排列成固體微粒膜，起阻止乳滴合并的作用，增加乳劑的穩(wěn)定性。如硅皂土等乳化劑。

2022/12/29表面活性劑106三種類型乳化膜1.單分2023/1/6表面活性劑107

乳化能力大小通常用乳化劑溶解在液體（有機(jī)溶劑或水）時(shí)所能降低該液體的表面張力來(lái)衡量，表示方法有三種：1.效率(efficiency)

將溶劑（水）的表面張力σ降至某一定值所需的表面活性劑的濃度，以比較各表面活性劑的乳化效率，即濃度越小，乳化效率越高。2.效力(effestiveness,efficacy)

它是以加入表面活性劑后使溶劑（水）的表面張力降至的最低值來(lái)衡量的，實(shí)際上是以表面活性劑溶液在臨界膠團(tuán)濃度時(shí)的表面張力來(lái)表示,即以表面活性劑溶液的σCMC來(lái)比較其效力，σCMC小則其乳化效力高。3.效果(effects)

是以一定濃度的表面活性劑溶液（通常為1g/L），所能降低的表面張力來(lái)表示。降低越多，效果越好。（三）表面活性劑乳化能力表示法2022/12/29表面活性劑107乳化能力大小通常用乳化2023/1/6表面活性劑108

在固／液界面體系中加入表面活性劑后可以降低固液界面張力，從而降低固體與液體的接觸角，對(duì)固體表面起潤(rùn)濕作用

因此，作為潤(rùn)濕劑的表面活性劑，要求分子中的親水基和親油基應(yīng)該具有適宜平衡，其HLB值一般在7~11之間，并應(yīng)有適宜的溶解度。二、表面活性劑的潤(rùn)濕作用2022/12/29表面活性劑108在固／液界面體系中加入2023/1/6表面活性劑109三、表面活性劑的增溶作用

表面活性劑在水溶液中達(dá)到CMC值后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。

在藥劑中，一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、體激素等許多難溶性藥物常可借此增溶，形成澄明溶液或提高濃度。2022/12/29表面活性劑109三、表面活性劑的增溶作用2023/1/6表面活性劑110

當(dāng)表面活性劑用量固定時(shí)，增溶質(zhì)達(dá)到飽和的濃度即為最大增溶濃度

(maximumadditiveconcentration,MAC)。

何謂最大增溶濃度（MAC）？（一）最大增溶濃度（MAC）2022/12/29表面活性劑110何謂最大增溶濃度（MA2023/1/6表面活性劑111

1、增溶相圖（見前）2、解離藥物的增溶解離性藥物往往因其水溶性，增溶的可能性較小，甚至溶解度降低。對(duì)于弱酸性藥物而言，在偏酸性環(huán)境中有較大的增溶；對(duì)于弱堿性藥物，則在偏堿性條件下有更多的增溶；作為兩性離子則在等電點(diǎn)時(shí)有最大增溶量。3、多組分增溶質(zhì)的增溶（見前）4、抑菌劑的增溶（見前）（二）表面活性劑增溶作用的應(yīng)用2022/12/29表面活性劑1112、解離藥物的

薄荷油-吐溫20-水三元相圖（20℃）薄荷油-吐溫20-水三元相圖（20℃）2023/1/6表面活性劑113七、表面活性劑的其它應(yīng)用

除前所述外，表面活性劑還常用作起泡劑(foamingagent)、消泡劑(antifoamingagent)、去污劑(detergent)、消毒劑(disinfectant)和殺菌劑(bactericide)等2022/12/29表面活性劑113七、表面活性劑的其它應(yīng)用2023/1/6表面活性劑1141、起泡劑和消泡劑(foamingagentsandantifoamingagents)

泡沫是一層很薄的液膜包圍著氣體，是氣體分散在液體中的分散體系

起泡劑（foamingagent）／具有較強(qiáng)親水性和較高HLB值，在溶液中可降低液體的界面張力而使泡沫穩(wěn)定的物質(zhì)／具有起泡劑的溶液，當(dāng)劇烈攪拌或蒸發(fā)濃縮時(shí)，可產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫2022/12/29表面活性劑1141、起泡劑和消泡劑(fo2023/1/6表面活性劑115

消泡劑(antifoamingagent)：與泡沫液層爭(zhēng)奪液膜表面而吸附在泡沫表面上，代替原來(lái)的泡沫劑，而其本身并不能形成穩(wěn)定的液膜，故使泡沫破壞／這類消除泡沫的表面活性劑稱為消泡劑（antifoamingagent）

如少量的辛醇、戊醇、醚類、硅酮等1、起泡劑和消泡劑2022/12/29表面活性劑115如少量的辛醇、戊醇、醚2023/1/6表面活性劑1162、去污劑（detergent）

又稱洗滌劑／用于除去污垢的表面活性劑，HLB值一般為13～16／常用有油酸鈉和其它脂肪酸的鈉皂、鉀皂、十二烷基硫酸鈉或烷基磺酸鈉等陰離子表面活性劑

去污的機(jī)理包括：對(duì)污物表面的潤(rùn)濕、分散(dispersion)、乳化、增溶或起泡等多種過(guò)程2022/12/29表面活性劑1162、去污劑（deterg2023/1/6表面活性劑1173、消毒劑和殺菌劑

大多陽(yáng)離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑均可用作消毒劑／少數(shù)陰離子表面活性劑也有類似作用，如甲酚皂、甲酚磺酸鈉等

其消毒或殺菌作用原理：與細(xì)菌生物膜蛋白質(zhì)的強(qiáng)烈相互作用使之變性(denaturation)或破壞(destroy)2022/12/29表面活性劑1173、消毒劑和殺菌劑其消2023/1/6表面活性劑1183、消毒劑和殺菌劑例如：苯扎溴銨常用作廣譜殺菌劑

0.5％醇溶液用作皮膚消毒

0.02％水溶液用作局部濕敷

0.05％水溶液（含0.5％亞硝酸鈉）用作器械消毒2022/12/29表面活性劑1183、消毒劑和殺菌劑例如：2023/1/6表面活性劑119第四節(jié)

表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)一、表面活性劑對(duì)藥物吸收的影響

表面活性劑是增進(jìn)還是降低藥物的吸收／取決于多種因素的影響／如藥物在膠束中的擴(kuò)散、生物膜的通透性改變、對(duì)胃空速率的影響、粘度等2022/12/29表面活性劑119第四節(jié)表面活性劑的生物2023/1/6表面活性劑120一、表面活性劑對(duì)藥物吸收的影響

作用機(jī)理：

表面活性劑溶解生物膜脂質(zhì)增加上皮細(xì)胞的通透性／從而改善吸收

如十二烷基硫酸鈉改進(jìn)頭孢菌素鈉、四環(huán)素、磺胺脒、氨基苯磺酸等藥物的吸收，但長(zhǎng)期應(yīng)用使類脂質(zhì)損傷可能造成腸粘膜損害2022/12/29表面活性劑120一、表面活性劑對(duì)藥物吸收2023/1/6表面活性劑121二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用

蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的氨基酸的羧基／在堿性條件下發(fā)生解離而帶有負(fù)電荷／在酸性條件下則結(jié)構(gòu)中的氨基或胍基發(fā)生解離而帶有正電荷／在這兩種帶電情況下，可與陽(yáng)離子或陰離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合(electro-combination)2022/12/29表面活性劑121二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的2023/1/6表面活性劑122二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用此外，表面活性劑還可破壞蛋白質(zhì)二維結(jié)構(gòu)中的鹽鍵、氫鍵和疏水鍵／使蛋白質(zhì)各殘基之間交聯(lián)作用減弱／螺旋結(jié)構(gòu)(helixstructure)變得無(wú)序(disorder)或受到破壞(destroy)／最終使蛋白質(zhì)發(fā)生變性(denaturation)2022/12/29表面活性劑122二、表面活性劑與蛋白質(zhì)的2023/1/6表面活性劑123三、表面活性劑的毒性

陽(yáng)離子型毒性>陰離子型>非離子型兩性離子型<陽(yáng)離子型

表面活性劑用于靜脈給藥的毒性大于口服／如一些表面活性劑口服和靜脈注射的半數(shù)致死量見表10－52022/12/29表面活性劑123三、表面活性劑的毒性2023/1/6表面活性劑124

表面活性劑毒性示意圖陽(yáng)離子型陰離子型兩性

離子型非離子型毒性大毒性小溶血作用較強(qiáng)口服毒性注射溶血性刺激性較小外用刺激性2022/12/29表面活性劑124表面活性劑毒性示意圖陽(yáng)2023/1/6表面活性劑1252022/12/29表面活性劑1252023/1/6表面活性劑126三、表面活性劑的毒性

陰離子及陽(yáng)離子表面活性劑不僅毒性大，而且有較強(qiáng)的溶血作用／而非離子型的溶血作用較輕微

其溶血(hamolysis)作用順序(sequence)為：聚氧乙烯烷基醚>聚氧乙烯烷芳基醚>聚氧乙烯脂肪酸酯>吐溫類

吐溫20>吐溫60>吐溫40>吐溫80目前吐溫類表面活性劑仍只用于某些肌肉注射液中2022/12/29表面活性劑126三、表面活性劑的毒性陰2023/1/6表面活性劑127四、表面活性劑的刺激性

長(zhǎng)期應(yīng)用或高濃度使用可能出現(xiàn)皮膚或粘膜損害／如季銨鹽類化合物高于1％即可對(duì)皮膚產(chǎn)生損害／十二烷基硫酸鈉濃度在20％以上也有損害作用2022/12/29表面活性劑127四、表面活性劑的刺激性2023/1/6表面活性劑128

TheEnd

-----表面活性劑2022/12/29表面活性劑128TheEnd2023/1/6表面活性劑129第四章表面活性劑2022/12/29表面活性劑1第四章表面活性劑2023/1/6表面活性劑1302022/12/29表面活性劑22023/1/6表面活性劑1312022/12/29表面活性劑3葉面上的水珠為什么成橢圓型？裝有稍微過(guò)量