表面活性剂讲座.ppt
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1、第十章 表面活性剂,主讲教师:丁 红 山西医科大学药剂教研室,药 剂 学 pharmaceutics,第一节 概述,一、定义 表面活性剂(surfactant)是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。,图1 表面张力等温线,两亲结构,二、表面活性剂的结构特点,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。 当表面活性剂浓度低时,降低表面张力很显著,它的表面活性越强。,三、表面活性剂的吸附性,1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附,表面活性剂溶液与固体接触时,表面活
2、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。,三、表面活性剂的吸附性,2.表面活性剂在固体表面的吸附,表面活性剂在溶液表面的吸附,水,第二节 表面活性剂的分类,一、离子表面活性剂,1、高级脂肪酸盐: 通式:(RCOO-)nMn+ 分类: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,用于外用制剂。,(一)阴离子表面活性剂,2、硫酸化物
3、通式:ROSO3-M+ 分类:硫酸化油(硫酸化蓖麻油);高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。 性质:可与水混溶,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。,3、磺酸化物 通式:RSO3-M+ 分类:脂肪族磺酸化物,如二辛琥珀酸磺酸钠;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: 黏度低、去污力、油脂分散力都强,常用优良洗涤剂。,1.结构:含有一个五价氮原子
4、,带正电荷。 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。但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。 3.应用:杀菌;防腐;毒性大,主要用于皮肤、粘膜和手术器械的消毒。 4.常用品种: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。 卵磷脂:不溶于水,可作注射用乳剂的乳化剂、脂质体主要原料; 氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。后者最大优点:适用于任何pH溶液,在等电点时也无沉淀。 性质:碱性水溶液中呈阴离子性质,去污力强; 酸性水溶液中呈阳离子性质,杀菌力强。,(三)两
5、性离子表面活性剂,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); 亲水基和亲油基以酯键、醚键结合 2.性质: 毒性小,不解离,不受pH的影响;能与大多数药物配伍,广泛应用于外用、内服、注射制剂。,二、非离子表面活性剂,(一)脂肪酸甘油酯 种类:有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。 性质:不溶于水,在水、热、酸、碱及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸, HLB为34。 应用:主要用作W/O型辅助乳化剂。,常用品种,(二)多元醇型 1.蔗糖脂肪酸酯 种类:单酯、二酯、三酯及多酯。 性质:在酸、碱及酶等作用下易水解成游离脂肪酸和蔗糖, HLB为513
6、。溶于丙二醇、乙醇,但不溶于水,但在水和甘油中加热可形成凝胶。 应用:主要用作O/W型乳化剂、分散剂。,常用品种,2.脂肪酸山梨坦(司盘类 Spans),不溶于水,易溶于乙醇,酸、碱和酶作用易水解,HLB值小,常用作W/O型乳化剂。 司盘20(月桂山梨坦) 司盘40(棕榈山梨坦) 司盘60(硬脂山梨坦) 司盘65(三硬脂山梨坦) 司盘80(油酸山梨坦) 司盘85(三油酸山梨坦),司盘分子通式,常用品种,3. 聚山梨酯 ( 吐温 Tweens),易溶于水和乙醇,酸、碱和酶作用易水解,HLB值大,常用作O/W型乳化剂、增溶剂。 聚山梨酯20(吐温20) 聚山梨酯 40(吐温40) 聚山梨酯60(吐
7、温60) 聚山梨酯65(吐温65) 聚山梨酯80(吐温80) 聚山梨酯85(吐温85),吐温分子通式,常用品种,1.聚氧乙烯脂肪酸酯(卖泽类,Myrij) 通式:RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 品种: Myrij-45 Myrij-49 Myrij-51 Myrij -52 Myrij-53 应用:具有较强水溶性,乳化能力强,作增溶剂和O/W型乳化剂。,(三)聚氧乙烯型,常用品种,2.聚氧乙烯脂肪醇醚 通式:RO(CH2O CH2)nH 产品: (1)苄泽类(Brij),如Brij-30 、Brij-35,作O/W乳化剂。 (2)西土马哥(cetomacrogol)为O/W型乳
8、化剂 或挥发油增溶剂。 (3)平平加O(perogol O) (4)埃莫尔弗(emlphor) 易溶于水和醇及多种有机溶剂, HLB为1218,具有较强亲水性,乳化能力强,作增溶剂和O/W型乳化剂。,常用品种,又泊洛沙姆(poloxamer),商品名普朗尼克 (Pluronic) 通式:HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH 性质:为淡黄色液体或固体;分子量100010000以上;HLB值为0.530;聚氧丙烯为亲油基;聚氧乙烯为亲水性基;具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等多种优良性能,但增溶能力较弱。 Poloxamer188 (pluronic F68)特点:无毒、无抗
9、原性、无致敏性、无刺激性、化学性质稳定,可作为静脉乳剂o/w型乳化剂, 用本品制备的乳剂能耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。,(四)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,常用品种,第三节 表面活性剂的基本性质,(一)临界胶束浓度 胶束(micelles):当水溶液内表面活性剂分子数目不断增加时,依靠自身的范德华力相互聚集,形成亲油基向内,亲水基向外的分子缔合体,称为胶束。 临界胶束浓度( critical micell concentration, CMC):表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。,一、表面活性剂胶束,(二)胶束的结构,CMC时,溶液表面张力基本达到最低值,溶液的多种物理性质如摩
10、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。利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系,可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。 温度、浓度、电解质、pH值等因素对测定结果也会产生影响。,(三)临界胶束浓度的测定,二、亲水亲油平衡值,(一)HLB值的概念 亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance,HLB)系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。 数值范围:HLB值范围为040,其中非离子表面活性剂HLB值范围为020。 HLB 值愈大,亲水性愈强; HLB 值愈大,亲水性愈强;HLB 值愈小,亲油性愈强。 值愈小,亲油性愈强。,表面活性剂的
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