藥劑學(xué)第三章 表面活性劑.ppt

1、第三章表面活性劑，內(nèi)容摘要，表面活性劑在藥物制劑制備中有廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)特征是親水性和親水性兩種茄子基團(tuán)，其作用可以顯著降低分散劑表面(介面)張力，因此乳化劑、助劑、增溶劑、促進(jìn)劑、潤濕劑、發(fā)泡劑、消泡劑、消泡劑牙齒，第1節(jié)概述，1，表面活性劑概念表面活性劑(surfactant)是指具有很強(qiáng)的表面活性，能制造液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。表面張力：將液體表面分子向內(nèi)收縮到最小面積的力。表面活性劑分子，2，表面活性劑結(jié)構(gòu)特征，非極性碳?xì)滏?，極性組，非極性碳?xì)滏湥?個(gè)碳原子以上碳?xì)滏湗O性組：羧酸，磺酸，硫酸，氨基或胺基及其鹽，羥基，酰胺基，醚鍵等，在溶液表面層聚集表面活性劑現(xiàn)象的吸附量吸附改變

2、了溶液表面的性質(zhì)，最外層表現(xiàn)出碳?xì)浠衔锏男再|(zhì)，從而產(chǎn)生了較低的表面張力，因此更好的潤濕性、乳化性、泡沫性等。表面活性劑濃度很低，但降低表面活性張力顯著，表面活性越強(qiáng)，就越容易形成正吸附。3，表面活性劑吸附性，1 .表面活性劑分子吸附在溶液中，表面活性劑溶液接觸固體時(shí)，表面活性劑分子吸附在固體表面，固體表面的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。極性固體物質(zhì)在表面活性劑濃度低時(shí)形成單層吸附，達(dá)到臨界膠束濃度后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡p重吸附。非極性固體通常只發(fā)生單分子層吸附。3，表面活性劑吸附，2 .根據(jù)表面活性劑在固體表面的吸附、雙截面表面活性劑分類、分子組成特性和極性組的離解特性：離子表面活性劑非離子表面活性劑、聚合物表面活性

3、劑和低分子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、1、離子表面活性劑1、高級脂肪酸：通識(shí)：(RCOO)雙價(jià)或多價(jià)肥皂(鉛、鈣、鋁肥皂)；有機(jī)胺皂(三乙醇胺皂)性質(zhì)：乳化能力強(qiáng)，被酸、多價(jià)鹽破壞、電解質(zhì)鹽析。應(yīng)用：具有一定的刺激性，僅供外用。(a)負(fù)離子表面活性劑，2，硫酸化合物：通識(shí)：ROSO3-M分類：硫酸化油(硫酸化皮茂日稱土耳其紅油)；高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。性質(zhì)：可與水混合，無刺激的洗滌劑和潤濕劑。乳化性強(qiáng)，穩(wěn)定，耐酸，鈣強(qiáng)，容易與一些高分子陽離子藥物沉淀。應(yīng)用：用肥皂代替洗皮膚。有一定的刺激性，主要用于外用藥膏的乳化劑。有時(shí)也用于精煉等固體制劑

4、的潤濕劑或增溶劑。(a)負(fù)離子表面活性劑，3，磺基氧化物：通識(shí)：RSO3-M分類：脂肪族磺基氧化物，二辛波普爾酸鈉；12烷基苯磺酸鈉等烷基芳基磺酸化合物一般使用洗滌劑。烷基苯磺酸鈉；膽酸鹽就像小說膽酸鈉一樣。性質(zhì)：水溶性、耐酸性、鈣、鎂鹽性比硫氧化物差，不易水解。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比較好的洗滌劑。(a)也稱為負(fù)離子表面活性劑、陽離子、兩性肥皂。1.結(jié)構(gòu)：5含有氮原子。2.特征：水溶性大，在酸性和堿性溶液中比較穩(wěn)定，表面活化和殺菌作用好。應(yīng)用：殺菌；防腐皮膚，粘膜手術(shù)器械的消毒。常用藥物：苯茲氯化銨(清潔)；本扎布羅明(尼日爾消滅)，(2)陽離子表面活性劑，分子結(jié)

5、構(gòu)上同時(shí)有正負(fù)電荷氣團(tuán)的表面活性劑，與介質(zhì)一起，pH可以是正離子型或負(fù)離子型。商業(yè)品種：卵磷脂、氨基酸、甜菜堿型兩性離子表面活性劑。最大優(yōu)點(diǎn)：適用于所有PH溶液，在等電點(diǎn)也沒有沉淀。性質(zhì)：堿性水溶液中具有負(fù)離子性質(zhì)，泡沫好，污染力強(qiáng)。酸性水溶液具有陽離子性質(zhì)，殺菌力強(qiáng)，毒性小。(c)水溶液中令人費(fèi)解的兩性離子表面活性劑。1.結(jié)構(gòu)組成：親水群(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；親油組(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；酯鍵，醚鍵2。性質(zhì)：毒性，溶血作用小，化學(xué)上不分離，不受電解質(zhì)，pH值的影響。與大多數(shù)藥物配合，可以廣泛應(yīng)用(外用、內(nèi)服、注射)。2，非離子表面活性劑，(1)脂肪酸甘油酯主要是脂肪酸單

6、甘油酯，脂肪酸2甘油酯。性質(zhì)：不溶于水，在水、熱、酸、堿、酶等作用下，容易水解為甘油、脂肪酸，HLB34，表面活性弱。應(yīng)用：主要用作W/O輔助乳化劑。商用品種，(2)多元醇型1。蔗糖脂肪酸酯被稱為蔗糖酯，是蔗糖脂肪酸反應(yīng)生成的大化合物。根據(jù)脂肪酸替代品分為單酯、二酯、三酯和聚酯。性質(zhì)：可溶于丙二醇，乙醇，但不溶于水和油。由于酸堿酶等作用，容易水解蔗糖脂肪酸和HLB513，表面活性弱。應(yīng)用：主要用作O/W乳化劑、分散劑。商業(yè)用品種類，2 .脂肪酸山梨碳：氨綸(即脫水山梨醇脂肪酸酯)根據(jù)山梨糖醇及無水水和二酐各種脂肪酸溫泉(混合物)，根據(jù)脂肪酸品種的數(shù)量不同而有所不同。應(yīng)用：HLB1.83.8，親

7、水性強(qiáng)，一般用作水/油乳劑，也可用作搽劑、藥膏、乳劑的輔助乳化劑。(b)多元醇型，(b)多元醇型，3 .聚山梨酯：吐溫是聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯脫水山梨醇脂肪酸酯環(huán)氧乙烷Tweens(親水化合物)。因?yàn)橛幸淮魏蛢纱蚊撍?，所以是混合物。脂肪酸品種和數(shù)量的應(yīng)用：親水性大幅度增加，用作水溶性表面活性劑、增溶劑、乳化劑、分散劑、潤濕劑。1 .聚氧乙烯脂肪酸酯：澤類Myrj系列聚乙二醇和長鏈脂肪酸相加的酯。通識(shí)：RCO OCH2 (CH2OCH2) NCH2OHN根據(jù)N，一般為Myri-45 -49 -51 -52 -53應(yīng)用：水溶性強(qiáng)，乳化力強(qiáng)，一般用作溶劑和油/水，(c)聚氧乙烯類型，2 .聚氧乙

8、烯脂肪醇醚聚乙二醇和脂肪醇縮合醚。通式：RO(CH2O CH2)nH產(chǎn)品有： 1)本底流(Brij)。例如，Brij-30和-35分別制作不同的分子量聚乙烯glaicol和月桂醇縮合物，N在10-20點(diǎn)制油/水乳化劑。2)細(xì)胞色素是聚乙二醇和16醇的縮合物。3)評價(jià)(Pero Golo)是15個(gè)單位氧乙烯和油酒精的縮合物。4)埃莫弗(Emlphor)是一種聚氧乙烯蓖麻油化合物，是20個(gè)單位以上氧乙烯和油酒精的總和。Emlphor容易溶于水、酒精及多種有機(jī)溶劑HLB1218，親水性、乳化能力強(qiáng)，用作溶劑和油/水型乳化劑。例如，Cremophore EL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯單位為3540

9、，HLB1214。(c)聚氧乙烯類型，波洛克連體，商品名稱為Pluronic。通識(shí)：圓弧(c2h4o) a-(c3h6o) b-(c2h4o) ch特性：淺黃色液體或固體；分子量100014000；HBL0.530；隨著聚氧丙烯比率的增加，親流星提高。聚氧乙烯比增加，親水性提高。具有乳化、潤濕、分散、水泡、泡沫去除等多種優(yōu)秀性能，但可用性化能力弱。特征：對皮膚無刺激和過敏，對粘膜有刺激性，毒性小，Poloxamer118 (pluronic68)是o/w乳化劑，是目前用于靜脈乳劑少數(shù)合成的乳化劑之一，用牙齒產(chǎn)品制成的乳液能經(jīng)受熱壓滅菌和低溫凍結(jié)，不會(huì)改變物理穩(wěn)定性。(4)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚

10、物，第三節(jié)表面活性劑基本特性，(1)臨界膠束濃度膠束濃度(CMC):表面活性劑分子結(jié)合，1，表面活性劑膠束，(2)膠束的結(jié)構(gòu)，CMC，溶液表面張力基本最低值，以及溶液的各種物理性質(zhì)(如摩爾傳導(dǎo)、粘度、滲透、密度、光散射等)的各種物理性質(zhì)急劇變化。利用這種性質(zhì)和表面活性劑濃度之間的關(guān)系，可以估計(jì)表面活性劑臨界膠束濃度。溫度、濃度、電解質(zhì)、pH值等因素也影響測量結(jié)果。(3)臨界膠束濃度測量，由于表面活性劑物理性質(zhì)，在臨界膠束濃度附近的小范圍內(nèi)，可以利用突變發(fā)生、牙齒特性測量CMC值。測量方法有多種，下面只介紹兩種茄子常用方法。1.表面張力表面活性劑水溶液的表面張力開始時(shí)溶液濃度升高，急劇下降，達(dá)到

11、CMC值后，這種下降不會(huì)減慢或進(jìn)一步下降。因此，如果以表面張力到濃度的對數(shù)繪制，曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)將成為CMC值(請參閱圖)。與乙二醇十二烷基醚的表面張力濃度的關(guān)系，牙齒方法簡單，使用最多?？梢酝瑫r(shí)制造吸附等溫線。表面活動(dòng)大或小的表面活性劑，測量靈敏度相似，其他方法(如傳導(dǎo)法、滲透法、折射法等)的靈敏度隨CMC值的增加而減少。不受無機(jī)鹽的干擾。適用于離子型和非離子型表面活性劑。當(dāng)牙齒存在少量極性有機(jī)物雜質(zhì)(高表面活性的酒精、胺、酸等)時(shí)，曲線往往不容易在CMC值附近折斷，出現(xiàn)最低點(diǎn)，因此CMC值很難預(yù)測。2 .電導(dǎo)法用表面活性劑溶液的摩爾電導(dǎo)率對濃度或濃度的平方根表示，準(zhǔn)確度最好。因?yàn)闈舛鹊偷臅r(shí)候是

12、直線，CMC值的時(shí)候摩爾電導(dǎo)率濃度隨著濃度的平方根變化很大。曲線的拐點(diǎn)是CMC值，如圖所示。十二烷基磺酸水溶液的電導(dǎo)率和濃度關(guān)系，碳?xì)滏湹拈L度影響碳?xì)滏湹姆种O性組的位置疏水性鏈特性的親水組的種類表面活性劑種類溫度，(4)影響臨界膠束濃度的因素，(2)親水親油平衡值，(1) HLB值的概念親水親油平衡值其中非離子表面活性劑HLB 020，石蠟0，聚氧乙烯20。特性及應(yīng)用：親水性表面活性劑HLB低，親水性表面活性劑HLB高親水性或親水性大的表面活性劑，容易溶于油或水。適用于HLB值為36的表面活性劑W/O型乳化劑。適用于HLB值為818的表面活性劑O/W型乳化劑。1318表面活性劑HLB值適用于

13、溶劑。79表面活性劑HLB值適合作為潤濕劑。親水親油平衡值(HLB)，(1)非離子表面活性，經(jīng)驗(yàn)得出：非離子表面活性劑HLB加合成。HLBab=(HLBaWa HLBbWb)/(Wa Wb) (2)理論計(jì)算方法：如果HLB值是表面活性劑分子的各種結(jié)構(gòu)團(tuán)貢獻(xiàn)的總和，則每個(gè)組對HLB值的貢獻(xiàn)可以用數(shù)字表示，以表示對HLB值的貢獻(xiàn)。這稱為HLB組數(shù)(組號)。HLB=(親水基團(tuán)HLB)(親有機(jī)基團(tuán)HLB) 7，(2)計(jì)算HLB值，3，表面活性劑增溶作用部分汽油，脂溶性維生素，類固醇激素等許多不溶性藥物通過它溶解，形成清澈的溶液，提高濃度。膠束增溶體系是熱力學(xué)穩(wěn)定體系和熱力學(xué)平衡體系。在CMC和更高版本

14、中，膠束數(shù)量會(huì)隨著表面活性劑使用量的增加而增加，可用性也會(huì)相應(yīng)增加。表面活性劑使用量為1g時(shí)，增容藥達(dá)到飽和的濃度為最大增容濃度(Maximum Additive Concentration，MAC)。表面活性劑CMC和并集數(shù)不同導(dǎo)致可用性MAC牙齒不同。CMC越低，并集數(shù)越大，MAC越高。影響膠束形成的溶質(zhì)溶解主要是表面活性劑溶解度，3，表面活性劑增容作用，(2)溫度對增容的影響，離子表面活性劑，溫度升高主要是提高溶質(zhì)在膠束中的溶解度，提高表面活性劑溶解度。1.krafft點(diǎn)，溫度上升到一定溫度，水中離子表面活性劑溶解度急劇提高。牙齒溫度稱為krafft點(diǎn)，其溶解度為相應(yīng)的離子表面活性劑臨界

15、膠束濃度(CMC)。Krafft點(diǎn)是離子表面活性劑特征值。krafft點(diǎn)越高，CMC越小。Krafft點(diǎn)也是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限。也就是說，必須高于krafft點(diǎn)，表面活性劑功能才能發(fā)揮更大的作用。2 .奇譚和膽點(diǎn)、聚氧乙烯型非離子表面活性劑、溫度升高會(huì)導(dǎo)致聚氧乙烯鏈和水之間的氫鍵破裂。溫度上升到一定程度后，聚氧乙烯鏈會(huì)發(fā)生強(qiáng)脫水和收縮，從而減少溶解空間，降低可溶能力，表面活化劑溶解度急劇下降，析出，溶液混濁的現(xiàn)象稱為聚乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L，濁點(diǎn)越低。與碳?xì)滏湹男螤钔瑫r(shí)，聚氧乙烯鏈越長，濁點(diǎn)越高。4表面活性劑生物學(xué)特性，表面活性劑存在可以增加藥物吸收或降低藥物吸收。如果藥物系統(tǒng)溶解

16、在膠束中，在膠束內(nèi)部成功擴(kuò)散，或膠束本身能迅速與胃腸粘膜融合，則可以增加吸收。溶解生物膜脂質(zhì)會(huì)提高上皮細(xì)胞的通透性，改善吸收。形成高粘度腫塊，降低胃空率，增加藥物吸收。濃度也有重要的影響。1.對藥物吸收的影響，1 .表面活性劑毒性大?。和ǔＪ顷栯x子型負(fù)離子型非離子型2?？诜β远拘裕捍笮№樞蛞彩顷栮幈龋请x子型表面活性劑口服相對沒有毒性。靜脈給藥和口服給藥毒性更大。4.嗯，陽離子表面活性劑毒性高，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。第二，表面活性劑毒性，各種表面活性劑以外的制劑形式的器官應(yīng)用或高濃度使用時(shí)，會(huì)發(fā)生皮膚或粘膜損傷。但是非離子型對皮膚，粘膜的刺激性最小。3，表面活性劑刺激，生物降解是指