1、第三章 外表活性剂,第一页，共六十八页。,1.掌握掌握外表活性剂的概念、结构特征、分类、物理化学性质；2.熟练外表活性剂对药物吸收的影响；外表活性剂的应用；。3.了解外表活性剂的吸附性；外表活性剂的毒性、刺激性和生物降解。,学习要求,第二页，共六十八页。,第一节 概述,一、定义外表活性剂：(surfactant)是指具有很强外表活性、参加少量就能使液体的外表张力显著下降的物质。还有增溶、乳化等作用，区别于外表活性物质。,第三页，共六十八页。,两亲结构,二、外表活性剂的结构特点,第四页，共六十八页。,(1)外表活性剂在溶液的外表层聚集的现象称为正吸附。(2)正吸附改变了溶液外表的性质，最外层呈现
2、出碳氢链性质，表达出较低的外表张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。(3)当外表活性剂浓度低时，降低外表张力很显著，它的外表活性越强。,三、外表活性剂的吸附性,1.外表活性剂分子在溶液中的正吸附,第五页，共六十八页。,外表活性剂溶液与固体接触时，外表活性剂分子可能在固体外表发生吸附，使固体外表性质发生改变。对于极性固体物质在外表活性剂浓度较低时形成单层吸附，当其到达临界胶束浓度时，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、外表活性剂的吸附性,2.外表活性剂在固体外表的吸附,第六页，共六十八页。,外表活性剂在溶液外表的吸附,水,第七页，共六十八页。,根据分子组成特点和剂
3、型基团的解离性质：一、离子外表活性剂一 阴离子外表活性剂：高级脂肪酸盐、硫酸化物、磺酸化物，胆酸盐二阳离子外表活性剂：季铵化物、新洁尔灭三两性离子外表活性剂：卵磷脂，氨基酸型和甜菜碱型二、非离子外表活性剂一脂肪酸甘油酯二多元醇型三聚氧乙烯型四聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,第二节 外表活性剂的分类,第八页，共六十八页。,外表活性剂,离子型 水中能电离,非离子型水中不电离,阴离子型阳离子型两性离子型,第九页，共六十八页。,一、离子外表活性剂,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
4、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。不可口服。,一阴离子外表活性剂,第十页，共六十八页。,2、硫酸化物 通式：ROSO3-M+分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂肪醇硫酸酯(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。,第十一页，共六十八页。,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。
5、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。,第十二页，共六十八页。,1.结构：含有一个五价氮原子，带正电荷。2.特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中较稳定，具有良好的外表活性和杀菌作用。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),二阳离子外表活性剂,第十三页，共六十八页。,阳离子外表活性剂,苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。苯扎溴铵：十二烷基二甲基苄基溴化铵CH3(CH2)11N+Me2C7H7Br-R1R2
6、N+R3R4X-,第十四页，共六十八页。,分子结构上同时具有正负电荷基团的外表活性剂，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外表活性剂。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。,三两性离子外表活性剂,第十五页，共六十八页。,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、
7、内服、注射制剂。,二、非离子外表活性剂,第十六页，共六十八页。,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,第十七页，共六十八页。,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。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,第十八页，共六十八页。,2.脂肪酸山梨坦司盘类 Span,不溶于水，易溶于乙醇，酸、碱和酶作用
8、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,第十九页，共六十八页。,3.聚山梨酯(吐温 Tween),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,第二十页，共六十八页。,1.聚氧乙烯脂肪酸酯卖泽类，Myrij通式：RCOOCH2(CH2O CH2
9、)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,第二十一页，共六十八页。,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
10、,第二十二页，共六十八页。,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,第二十三页，共六十
11、八页。,泊洛沙姆的命名规那么,1.根据聚合反响中环氧丙烷和环氧乙烷的配比。命名规那么是在Poloxamer后附三位数字，前两位表示聚氧丙烯链段的分子量，后一位表示聚氧乙烯链段分子量在共聚物中所占的比例。比方：Poloxamer188：18代表聚氧丙烯链段的分子量18*1001800 实际为1750，取整数；8代表聚氧乙烯链段分子量在共聚物中所占的比例80；由此可以推算Poloxamer188 的分子量为9000实际为8350。2.在Poloxamer命名规那么中，尾数为7或8的共聚物均为固体，5以下为半固体或液体。,第二十四页，共六十八页。,第三节 外表活性剂的根本性质,一临界胶束浓度胶束mi
12、celles)：当水溶液内外表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。,一、外表活性剂胶束,掌握CMC、HLB的定义和HLB的计算,第二十五页，共六十八页。,第三节 外表活性剂的根本性质,临界胶束浓度 critical micell concentration,CMC：外表活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。掌握CMC的定义，p37或：在水中的外表活性剂低浓度时呈分子状态，分散在水中；当浓度逐渐增大到一定程度时，许多外表活性剂分子立刻结合成大基团，形成“胶束，外表活性剂在水中形胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，即CMC。,一、外表
13、活性剂胶束,第二十六页，共六十八页。,二胶束的结构,第二十七页，共六十八页。,CMC时，溶液外表张力根本到达最低值，溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性质发生急剧变化。利用这些性质与外表活性剂浓度之间的关系，可推测出外表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,第二十八页，共六十八页。,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)系外表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，其中非离子外表活
14、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。,掌握HLB值的定义，熟练掌握其计算),第二十九页，共六十八页。,阿拉伯胶，西黄蓍sh胶，明胶,第三十页，共六十八页。,外表活性剂的HLB值应用范围,HLB=38(6)可作为W/O型乳化剂HLB=79 可作为润湿剂HLB=818 可作为O/W型乳化剂HLB=15以上 可作为增溶剂,181512 9 6 3 0,增溶剂 去污剂O/W乳化剂 润湿剂W/O乳化剂消泡剂,图3-2 不同HLB外表活性剂适用范围,第三十一页，共六十八页。,(1)非离子型外表活性剂的HLB值具有
15、加和性，混合后的HLB值可通过经验式求得：HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(2)理论计算法：如果HLB值是由外表活性剂分子中各结构基团奉献的总和，那么每个基团对HLB值的奉献可用HLB基团数表示，那么：HLB=(亲水基团HLB)+(亲油基团HLB)+7,HLB值的计算(熟练掌握，p39),第三十二页，共六十八页。,第三十三页，共六十八页。,HLB值的计算实例,1.乳化硅油所需HLB值为10.5，假设选用55%的聚山梨酯60HLB值为14.9与45%另一待测外表活性剂混合取得最佳答案乳化效果，试计算该外表活性剂的HLB值？解：由乳化硅油的HLB值知，HLB=(HLB1W
16、1+HLB2W2)/(W1+W2)=(14.90.55+HLB20.45)/(0.55+0.45)=10.5 由此，HLB2=5.12 答：该外表活性剂的HLB值5.12。,2分1分1分1分,第三十四页，共六十八页。,三、外表活性剂的增溶作用,一胶束增溶一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物在外表活性剂溶液中增溶，形成澄明溶液及提高浓度。胶束增溶体系是热力学稳定体系，也是热力学平衡体系。,第三十五页，共六十八页。,胶束增溶外表活性剂用量为1 g时增溶药物到达饱和浓度即为最大增溶浓度(maximum additive concentration,MAC)。一定条件下，增溶浓度是恒定值。举例：11 g吐温80可增溶0.19 g丁香油。2煤酚在水中的溶解度仅3%左右，但在肥皂溶液中，却能增加到50%左右，此即“煤酚皂溶液。3甲酚，p40 4非洛地平，黄体酮，丁香油，p41 掌握,第三十六页，共六十八页。,二温度对增溶的影响,1.krafft点 熟练掌握定义krafft点克拉夫特点：离子外表活性剂在水中的溶解度随温度升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高，该温度称为krafft点，