表面活性劑藥劑學(xué)

關(guān)于表面活性劑藥劑學(xué)表面活性劑(Surfactant)是Surfaceactiveagent的縮合詞，也做tenside表面活性劑的應(yīng)用在藥劑學(xué)中具有重要地位例如：甲酚在水中的溶解度2%，在肥皂液中可達(dá)50%0.025%吐溫可使非洛地平的溶解度增加10倍混懸液，加入助懸劑可提高穩(wěn)定性surfactant第2頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑概述表面張力:一種使表面分子具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),并使表面自動(dòng)收縮到最小面積的力.一定條件下的任何純液體都具有表面張力水溶液表面張力的大小因溶質(zhì)不同而改變表面活性使液體表面張力降低的性質(zhì)定義：使液體表面張力下降且顯著下降的物質(zhì)surfactant第3頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)概述一、定義表面活性劑(surfactant)是指那些具有很強(qiáng)表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。σ

1

23c圖1表面張力等溫線第4頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩親結(jié)構(gòu)二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)親油基（碳?xì)滏淩-、

C8~C18之間）親水基（-OH、COO-、

-NH2、-COOR)親油基親水基第5頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天非極性親油碳?xì)滏渉ydrophobicgroup表活劑結(jié)構(gòu)極性親水基團(tuán)hydrophilicgroupstructuresurfactant第6頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑在溶液的表面層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。正吸附改變了溶液表面的性質(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)表面活性劑濃度低時(shí)，降低表面張力很顯著，它的表面活性越強(qiáng)。三、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第7頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑溶液與固體接觸時(shí)，表面活性劑分子可能在固體表面發(fā)生吸附，使固體表面性質(zhì)發(fā)生改變。對(duì)于極性固體物質(zhì)在表面活性劑濃度較低時(shí)形成單層吸附，當(dāng)其達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，轉(zhuǎn)為雙層吸附。對(duì)于非極性固體，一般只發(fā)生單分子層吸附。三、表面活性劑的吸附性2.表面活性劑在固體表面的吸附第8頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑在溶液表面的吸附

水第9頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天界面效應(yīng)界面定向表面活性劑在界面上會(huì)定向排列成分子層界面吸附

達(dá)到平衡時(shí)，表面活性劑溶質(zhì)在界面上的濃度要大于在溶液整體中的濃度surfactant第10頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)表面活性劑的分類表面活性劑

離子型（水中能電離）

非離子型（水中不電離）多元醇型聚氧乙烯型聚氧乙烯-聚氧丙烯型陰離子型陽(yáng)離子型兩性型第11頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天陰離子型表面活性劑結(jié)構(gòu)親油基主要為烷基、異烷基、烷基苯等，親水基主要為水溶性鹽類。1肥皂類(RCOO-M+)2硫酸化物(ROSO3-M+)3磺酸化物

(RSO3-M+)第12頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、離子表面活性劑1、高級(jí)脂肪酸鹽：

①通式：(RCOO-)nMn+②分類：一價(jià)金屬皂(鉀、鈉皂)；二價(jià)或多價(jià)皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機(jī)胺皂(三乙醇胺皂)③性質(zhì)：具有良好的乳化能力，易被酸及多價(jià)鹽破壞，電解質(zhì)使之鹽析。

④應(yīng)用：具有一定的刺激性，用于外用制劑。（一）陰離子表面活性劑第13頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、硫酸化物①通式：R·O·SO3-M+②分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高級(jí)脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。

③性質(zhì)：可與水混溶，乳化性很強(qiáng)，穩(wěn)定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽(yáng)離子藥物發(fā)生沉淀。

④應(yīng)用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時(shí)也用于片劑等固體制劑的潤(rùn)濕劑或增溶劑。

第14頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、磺酸化物

①通式：R·SO3-M+

②分類：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸鈉；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，如牛磺膽酸鈉。

③性質(zhì)：水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。

④應(yīng)用：黏度低、去污力、油脂分散力都強(qiáng)，常用優(yōu)良洗滌劑。

第15頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天陽(yáng)離子型表面活性劑結(jié)構(gòu)五價(jià)氮原子：季銨鹽(RNR3’+A-)特點(diǎn)：水溶性大，酸、堿性溶液中均穩(wěn)定殺菌作用強(qiáng)，主要用于防腐殺菌不能與大分子陰離子藥物共用surfactant第16頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.結(jié)構(gòu)：含有一個(gè)五價(jià)氮原子，帶正電荷。2.特點(diǎn)：水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩(wěn)定，具有良好的表面活性和殺菌作用。但易與一些大分子陰離子藥物發(fā)生沉淀。

3.應(yīng)用：殺菌；防腐；毒性大，主要用于皮膚、粘膜和手術(shù)器械的消毒。4.常用品種：①苯扎氯銨(潔爾滅)；②苯扎溴銨

(新潔爾滅)（二）陽(yáng)離子表面活性劑第17頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)卵磷脂是天然兩性表活劑人工合成兩性表面活性劑：

氨基酸型、甜菜堿型特點(diǎn)：適于任何pH溶液性質(zhì)：堿性-陰離子性質(zhì)，起泡性好，去污性強(qiáng)酸性-陽(yáng)離子性質(zhì)，殺菌力強(qiáng)，毒性小第18頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天分子結(jié)構(gòu)上同時(shí)具有正負(fù)電荷基團(tuán)的表面活性劑，隨介質(zhì)的pH可成陽(yáng)或陰離子型。卵磷脂：不溶于水，可作注射用乳劑的乳化劑、脂質(zhì)體主要原料；氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。后者最大優(yōu)點(diǎn)：適用于任何pH溶液，在等電點(diǎn)時(shí)也無(wú)沉淀。性質(zhì)：堿性水溶液中呈陰離子性質(zhì)，去污力強(qiáng)；

酸性水溶液中呈陽(yáng)離子性質(zhì)，殺菌力強(qiáng)。

（三）兩性離子表面活性劑第19頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.結(jié)構(gòu)組成①親水基團(tuán)

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(tuán)(長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③親水基和親油基以酯鍵、醚鍵結(jié)合2.性質(zhì)：

毒性小，不解離，不受pH的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，廣泛應(yīng)用于外用、內(nèi)服、注射制劑。二、非離子表面活性劑第20頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）脂肪酸甘油酯

種類：有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。性質(zhì)：不溶于水，在水、熱、酸、堿及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB為3~4。應(yīng)用：主要用作W/O型輔助乳化劑。

常用品種第21頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）多元醇型

1.蔗糖脂肪酸酯種類：?jiǎn)熙?、二酯、三酯及多酯。性質(zhì)：在酸、堿及酶等作用下易水解成游離脂肪酸和蔗糖，HLB為5~13。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，但在水和甘油中加熱可形成凝膠。應(yīng)用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。常用品種第22頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.脂肪酸山梨坦（司盤(pán)類

Spans）

O

CH2COOROHOHOH不溶于水，易溶于乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值小，常用作W/O型乳化劑。司盤(pán)20（月桂山梨坦）司盤(pán)40（棕櫚山梨坦）司盤(pán)60（硬脂山梨坦）司盤(pán)65（三硬脂山梨坦）司盤(pán)80（油酸山梨坦）司盤(pán)85（三油酸山梨坦）司盤(pán)分子通式常用品種第23頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.聚山梨酯(吐溫Tweens)

O

CH2COORO(C2H4O)HO(C2H4O)H

O(C2H4O)H易溶于水和乙醇，酸、堿和酶作用易水解，HLB值大，常用作O/W型乳化劑、增溶劑。聚山梨酯20(吐溫20)

聚山梨酯40(吐溫40)

聚山梨酯60(吐溫60)

聚山梨酯65(吐溫65)

聚山梨酯80(吐溫80)

聚山梨酯85(吐溫85)吐溫分子通式常用品種第24頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.聚氧乙烯脂肪酸酯（賣(mài)澤類，Myrij）通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH品種：

Myrij-45Myrij-49Myrij-51Myrij-52Myrij-53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。（三）聚氧乙烯型常用品種第25頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.聚氧乙烯脂肪醇醚

通式：R·O·(CH2OCH2)nH產(chǎn)品:

（1）芐澤類(Brij)，如Brij-30、Brij-35，作O/W乳化劑。（2）西土馬哥(cetomacrogol)為O/W型乳化劑或揮發(fā)油增溶劑。（3）平平加O(perogolO)（4）埃莫爾弗(emlphor)

易溶于水和醇及多種有機(jī)溶劑，

HLB為12~18，具有較強(qiáng)親水性，乳化能力強(qiáng)，作增溶劑和O/W型乳化劑。常用品種第26頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性質(zhì)：為淡黃色液體或固體；分子量1000~10000以上；HLB值為0.5~30；聚氧丙烯為親油基；聚氧乙烯為親水性基；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。Poloxamer188(pluronicF68)特點(diǎn)：無(wú)毒、無(wú)抗原性、無(wú)致敏性、無(wú)刺激性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作為靜脈乳劑o/w型乳化劑，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。（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品種第27頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)表面活性劑的基本性質(zhì)（一）臨界膠束濃度膠束（micelles)：當(dāng)水溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時(shí)，依靠自身的范德華力相互聚集，形成親油基向內(nèi)，親水基向外的分子締合體，稱為膠束。

臨界膠束濃度（

criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。一、表面活性劑膠束第28頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天生成膠束臨界膠束濃度CriticalMicelleConcentration（C.M.C.）形成膠束所需的最低濃度圖1：達(dá)CMC之前，絕大部分吸附于表面少數(shù)溶解圖2：達(dá)CMC時(shí)，形成表面膜并開(kāi)始有大型球狀膠束形成圖3：大于CMC時(shí)，大量大型膠束形成圖1圖2圖3膠束形成過(guò)程surfactant第29頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天生成膠束在CMC時(shí)，表面張力達(dá)最小到達(dá)CMC后，膠束數(shù)量與表劑濃度成正比相同親水基團(tuán)的同系列表劑，親油基團(tuán)越大CMC越小surfactant第30頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束的結(jié)構(gòu)

溶液中表活劑濃度>20%從球形到層狀--碳?xì)滏湉奈蓙y到有序--從液態(tài)向液晶態(tài)--表現(xiàn)出光學(xué)各向異性surfactant第31頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）膠束的結(jié)構(gòu)

第32頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天CMC時(shí)，溶液表面張力基本達(dá)到最低值，溶液的多種物理性質(zhì)如摩爾電導(dǎo)、粘度、滲透壓、密度、光散射等多種物理性質(zhì)發(fā)生急劇變化。利用這些性質(zhì)與表面活性劑濃度之間的關(guān)系，可推測(cè)出表面活性劑的臨界膠束濃度。溫度、濃度、電解質(zhì)、pH值等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。（三）臨界膠束濃度的測(cè)定

第33頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、親水親油平衡值（一）HLB值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力。數(shù)值范圍：HLB值范圍為0~40，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為0~20。HLB

值愈大，親水性愈強(qiáng)；HLB

值愈大，親水性愈強(qiáng)；HLB

值愈小，親油性愈強(qiáng)。值愈小，親油性愈強(qiáng)。第34頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第35頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面活性劑的HLB值應(yīng)用范圍HLB=3~8

可作為W/O型乳化劑HLB=7~9

可作為潤(rùn)濕劑HLB=8~18

可作為O/W型乳化劑HLB=15以上可作為增溶劑1815129630

增溶劑去污劑O/W乳化劑潤(rùn)濕劑W/O乳化劑消泡劑圖3不同HLB表面活性劑適用范圍第36頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天(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=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(Wa+Wb)

(2)理論計(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)算第37頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第38頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、表面活性劑的增溶作用（一）膠束增溶表面活性劑在水溶液中達(dá)到CMC后，難溶性藥物的溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。一些揮發(fā)油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物在表面活性劑溶液中增溶，形成澄明溶液及提高濃度。第39頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠束增溶體系是熱力學(xué)穩(wěn)定體系也是熱力學(xué)平衡體系。表面活性劑濃度達(dá)CMC以上時(shí)，形成“膠束”以增溶。增溶劑指具有增溶能力的表面活性劑，被增溶物質(zhì)稱為增溶質(zhì)。表面活性劑用量為1g時(shí)增溶藥物達(dá)到飽和濃度即為最大增溶濃度(maximumadditiveconcentration,MAC)。一定條件下，增溶濃度是恒定值。如1g吐溫80可增溶0.19g丁香油。表面活性劑CMC越低、締合數(shù)越大，MAC就越高。第40頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）溫度對(duì)增溶的影響1.krafft點(diǎn)krafft點(diǎn)：離子表面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高，當(dāng)至某一溫度時(shí)，其溶解度急劇升高，該溫度稱為krafft點(diǎn)，相對(duì)應(yīng)的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。

krafft點(diǎn)是離子表面活性劑的特征值，krafft點(diǎn)越高，則CMC越小。

krafft點(diǎn)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程度地發(fā)揮作用。第41頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第42頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.起曇與曇點(diǎn)聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高至某一溫度時(shí)，其溶解度急劇下降并析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱為起曇，此時(shí)溫度稱為曇點(diǎn)(或濁點(diǎn)）。原因：溫度升高到一定程度時(shí)，可導(dǎo)致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，聚氧乙烯鏈發(fā)生強(qiáng)烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表面活劑溶解度急劇降低。在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，濁點(diǎn)越低；在碳?xì)滏滈L(zhǎng)相同時(shí)，聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)則濁點(diǎn)越高。第43頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)表面活性劑可能增加藥物吸收，也可能降低藥物的吸收。若藥物被增溶在膠束內(nèi)，且能順利從膠束內(nèi)擴(kuò)散或膠束迅速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；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；形成高粘度團(tuán)塊，降低胃空速率，增加藥物吸收。（一）對(duì)藥物吸收的影響第44頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天離子型表面活性劑在酸性或堿性介質(zhì)中都可能與蛋白質(zhì)結(jié)合。①蛋白質(zhì)在堿性下，羧基解離而帶負(fù)電荷時(shí)，與陽(yáng)離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合；②蛋白質(zhì)在酸性下，氨基或胺基解離而帶正電荷時(shí)，與陰離子表面活性劑發(fā)生電性結(jié)合。表面活性劑還可破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的鹽鍵、氫鍵和疏水鍵，使蛋白質(zhì)的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，最終蛋白質(zhì)發(fā)生變性。（二）表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用第45頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.表面活性劑毒性大?。阂话闶顷?yáng)離子型>陰離子型>非離子型2.口服給藥：陽(yáng)離子型>陰離子型>非離子型，非離子型表面活性劑口服一般沒(méi)有毒性。3.靜脈給藥的毒性>口服，其中仍非離子型毒性較低，Poloxamer188靜脈注射毒性很低。4.溶血作用：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。

（三）表面活性劑的毒性第46頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天各類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。但仍以非離子型的對(duì)皮膚，粘膜的刺激性為最小。

（四）表面活性劑的刺激性第47頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第四節(jié)表面活性劑的應(yīng)用

一、增溶劑（一）增溶機(jī)理

增溶體系是溶劑、增溶劑和增溶質(zhì)組成的三元體系，三元體系的最佳配比常通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作三元相圖確定。制作三元相圖：按一組比例取增溶劑和增溶質(zhì)混勻，分別滴加純化水，計(jì)算各混濁點(diǎn)處三組分的重量或體積百分?jǐn)?shù)，并繪入三角坐標(biāo)圖中。第48頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天第49頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天增溶的方式：

a

內(nèi)部溶解型

b

交錯(cuò)插入型

c

表面吸附型

d

外殼溶解型苯、甲苯水楊酸

對(duì)羥基苯甲酸

苯、甲苯水楊酸

對(duì)羥基苯甲酸

第50頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天影響增溶作用的因素：1.增溶劑的性質(zhì)同系物增溶劑隨碳原子數(shù)的增加而增大，CMC減小，膠束聚集數(shù)增加，增溶量增加。加入順序：通常將增溶質(zhì)與增溶劑先行混合要比增溶劑先與水混合的效果好。2.增溶質(zhì)的性質(zhì)當(dāng)解離藥物與帶有相反電荷的表面活性劑混合時(shí)，在不同配比下可能出現(xiàn)增溶、形成可溶性復(fù)合物和不溶性復(fù)合物等復(fù)雜情況。解離藥物與非離子表面活性劑配伍時(shí)，pH可明顯影響藥物的增溶量。弱酸性藥物在偏酸性下有較大的增溶；弱堿性藥物，則在偏堿性下有更多的增溶；兩性藥物則在等電點(diǎn)時(shí)有最大增溶量。第51頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天多組分增溶質(zhì)的增溶制劑中有多組分時(shí)，對(duì)主藥的增溶效果取決于各組分與表面活性劑的相互作用。多種組分與主藥競(jìng)爭(zhēng)同一增溶位置，主藥的增溶量減少；某一組分吸附或結(jié)合表面活性劑分子，主藥的增溶量減少；某些組分也可擴(kuò)大膠束體積而增加主藥的增溶量。抑菌劑或其他抗菌藥物在表面活性劑溶液中易被增溶