表面活性剂和药用高分子PPT课件

➢ 表面活性剂在溶液表面层聚集的现象称正吸附。
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1. 在溶液中的正吸附
➢ 表面活性剂的正吸附改变了溶液表面的性质，最外层 呈现出碳氢链性质，从而表现出较低的表面张力，随 之产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。
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2. 临界胶束浓度
➢ 当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入，其分子则转 入溶液中，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳 定分散、大小在胶体粒子范围的胶束(micelles)。
⑵ 甜菜碱型 由季铵盐构成，无论在酸性、中性及碱性溶液 中均易溶，在等电点时也无沉淀。
➢ 性质 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质，具有 很好的起泡、去污作用；在酸性溶液中则呈阳离子表面活 性剂的性质，具有很强的杀菌能力。
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㈣ 非离子表面活性剂
➢ 在水中不解离，构成亲水基团的为甘油、聚乙二 醇和山梨醇等多元醇，构成亲油基团的是长链脂 肪酸或长链脂肪醇以及烷基或芳基等。亲水基团 和亲油基团以酯键或醚键结合。
⑴ 种类
➢ 脂肪酸单甘油酯和二甘油酯，如单硬脂酸甘油酯等。
⑵ 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。
⑶ 应用
➢ 表面活性较弱，HLB值为3～4，用作W/O型辅助乳化剂。
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2. 蔗糖脂肪酸酯(蔗糖酯)
➢ 蔗糖与脂肪酸反应生成，属多元醇型非离子表面活性剂。
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㈠ 形成表面活性剂胶束
1. 在溶液中的正吸附 2. 临界胶束浓度 3. 胶束的结构
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1. 在溶液中的正吸附
➢ 表面活性剂在水中浓度很低时，其分子在水空气界面产 生定向排列，亲水基团向水而亲油基团朝向空气，形成单 分子层，溶液表面层的浓度大大高于溶液中的浓度。
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3. 胶束的结构
⑴ 表面活性剂在一定浓度范围的溶液中，胶束呈球形结构， 其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。
➢ 碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅 状层。亲水基则分布在胶束表面，由于亲水基与水分子 的相互作用，水分子可深入到栅状层内。对于离子型表 面活性剂，则有反离子吸附在胶束表面。
⑶ 品种
➢ 苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。
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㈢ 两性离子表面活性剂
➢ 特点
➢ 分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介 质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。
➢ 种类
1. 卵磷脂 2. 氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂
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第一节 表面活性剂
一、表面现象与表面活性剂 二、表面活性剂的分类 三、表面活性剂的基本性质和应用 四、表面活性剂的生物学性质
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一、表面现象与表面活性剂
1. 表面活性剂的定义 2. 表面活性剂的组成
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1. 表面活性剂的定义
➢ 表面活性
➢ 降低溶液表面张力的性质。
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二、表面活性剂的分类
➢ 根据极性基团的解离性质，表面活性剂分为
非离子表面活性剂 阳离子表面活性剂
离子表面活性剂 阴离子表面活性剂 两性离子表面活性剂
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㈠ 阴离子表面活性剂
➢ 起表面活性作用的部分是阴离子。 1. 肥皂类 2. 硫酸化物 3. 磺酸化物
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4. 聚山梨酯(吐温,Tween)
⑵ 性质
➢ 粘稠的黄色液体，对热稳定，但在酸、碱和酶作 用下也会水解。在水、乙醇和多种有机溶剂中易 溶，不溶于油，低浓度时在水中形成胶束，其增 溶作用不受溶液pH值影响。
⑶ 应用
➢ 常用的增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。
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3. 胶束的结构
⑵ 表面活性剂浓度增加(20%以上)，胶束不再保持球形结构， 而转变成具有更高分子缔合数的棒状结构，及至六角束 状结构。
⑶ 表面活性剂浓度更大时，成为板状或层状结构。在层状 结构中，表面活性剂的排列已接近于双分子层结构。
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㈡ 亲水亲油平衡值 (hydrophile-lipophile balance，HLB)
➢一般只用于外用制剂。
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2. 硫酸化物
⑴ 概念
➢ 主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R·O·SO3M+， 其中脂肪烃链R的碳原子在12～18范围。
⑵ 分类
① 硫酸化油 代表是硫酸化蓖麻油(土耳其红油)，为无刺激 性的去污剂和润湿剂，可代替肥皂洗涤皮肤，也可用于挥 发油或水不溶性杀菌剂的增溶。
② 甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等胆酸盐，常用于胃肠道脂肪 的乳化剂和单硬脂酸甘油酯的增溶剂。
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㈡ 阳离子表面活性剂
⑴ 概念
➢ 起作用的部分是阳离子——阳性皂；
➢ 分子结构的主要部分是一个五价的氮原子——季铵化物。
⑵ 特点
➢ 水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表 面活性作用和杀菌作用。
➢ 表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力。
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3. 脂肪酸山梨坦(司盘spans)
➢ 为失水山梨醇脂肪酸酯，是由山梨醇及其单酐、二 酐与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物。
⑴ 种类
➢ 根据脂肪酸的不同，分为司盘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)和司盘85 (三油酸 山梨坦)等。
➢ 磷脂酰胆碱含量高——水包油型乳化剂； ➢ 肌醇磷脂含量高——油包水型乳化剂。
➢ 制备注射用乳剂及脂质体的主要辅料。
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2. 氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂
➢ 合成表面活性剂，阴离子部分主要羧酸盐，阳离子部分为 季铵盐或胺盐。
⑴ 氨基酸型 由胺盐构成，在等电点时亲水性减弱，并可能 产生沉淀。
➢ 水包油型乳化剂，是目前用于静脉乳剂极少数合成乳 化剂之一，用本品制备的乳剂能够耐受热压灭菌和低 温冰冻而不改变其物理稳定性。
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三、表面活性剂的基本性质和应用
㈠ 形成表面活性剂胶束 ㈡ 亲水亲油平衡值 ㈢ 表面活性剂的增溶作用 ㈣ 表面活性剂增溶作用的应用 ㈤ 表面活性剂的其它应用
③ 埃莫尔弗(Emolphor) 聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个 单位以上的氧乙烯与油醇的缩合而成。
⑵ 性质与应用 常用作增溶剂及O/W型乳化剂。
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7. 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
➢ 又名泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普流罗尼克(Pluronic)。 ➢ 根据共聚比例的不同，有各种不同分子量的产品。 ➢ 分子量可在1000～14000，HLB值为0.5～30。随分子量增加，
② 高级脂肪醇硫酸酯类 十二烷基硫酸钠(月桂醇硫酸酯)， 十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂酸 硫酸钠)等。
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2. 硫酸化物
⑶ 特点
➢ 乳化性强，较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与 一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀；
➢ 对粘膜有一定的刺激性，主要用作外用软膏的乳化剂， 有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
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6. 聚氧乙烯脂肪醇醚
➢ 由聚乙二醇与长链脂肪醇缩合而成的醚。
⑴ 商品
① 苄泽(Brij) 如Brij 30和Brij 35分别为不同分子量的聚乙 二醇与月桂醇缩合物；
② 西土马哥(Cetomacrogol) 聚乙二醇与十六醇的缩合物； 平平加O 是15个单位的氧乙烯与油醇的缩合物。
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3. 脂肪酸山梨坦Leabharlann 司盘 spans)⑵ 性质
➢ 不溶于水，易溶于乙醇，在酸、碱和酶的作用下容易 水解，其HLB值1.8～3.8。
⑶ 应用
➢ 常用的W/O型乳化剂，但在O/W型乳剂中，司盘20和 司盘40常与吐温配伍用作混合乳化剂；而司盘60、司 盘65等则适合在W/O乳剂中与吐温配合使用。
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5. 聚氧乙烯脂肪酸酯
➢ 由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。
⑴ 商品
➢ 如卖泽(Myrii)，根据聚乙二醇部分的分子量和脂肪酸 品种不同而有不同品种，常用的有聚氧乙烯40硬脂酸 酯(polyoxyl 40 stearate)等。
⑵ 性质与应用
➢ 有较强水溶性，乳化能力强——水包油型乳化剂。
⑴ 种类 根据成酯的取代数不同有单酯、二酯、三酯及多酯。 改变取代脂肪酸及酯化度，可得到不同HLB值（5～13）的 产品。
⑵ 性质 蔗糖酯在室温下稳定，高温时可分解和发生蔗糖的焦 化，在酸、碱和酶的作用下可水解成游离脂肪酸和蔗糖。
⑶ 应用
➢ 主要用作O/W型乳化剂、分散剂。 ➢ 一些高脂肪酸含量的蔗糖酯也用作阻滞剂。
➢ 表面活性剂
➢ 具有表面活性、能使液体表面张力显著下降的物质。
➢ 药剂学所指的表面活性剂
➢ 降低表面张力活性较强、生理作用不大、且具有增溶、乳 化、润湿、助悬、去污、消泡、起泡、杀菌或提高提取效 率等应用性质的物质。
➢ 无机盐和低级醇等物质不具有这些应用性质。
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2. 表面活性剂的组成
本品从液体变为固体。随聚氧丙烯比例增加，则亲油性增强； 相反，随聚氧乙烯比例增加，则亲水性越强。
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7. 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
➢ 作为高分子非离子表面活性剂，具备有乳化、润湿、 分散、起泡和消泡等多种优良性能，但增溶能力较弱。
➢ Poloxamer 188 (Pluronic F68)
1. 卵磷脂
➢ 天然的两性离子表面活性剂。
➢ 来源 大豆和蛋黄，分别称豆磷脂或蛋磷脂。 ➢ 组成 各种甘油磷脂，如脑磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙
醇胺、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂、磷脂酸等，还有糖脂、中 性脂、胆固醇和神经鞘脂等。
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1. 卵磷脂
➢ 应用
➢ 来源和制备方法不同，卵磷脂中各组分的比例 不一致，使用性能也不同。
➢表面活性剂分子一般由非极性烃链（亲油基团）和极 性基团（亲水基团）组成，是“两亲剂”。
➢ 烃链碳原子一般在8个以上；极性基团可以是羧酸、磺 酸、胺基及其盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键等。
➢ 肥皂是脂肪酸类（R-COO-）表面活性剂，其结构中的
脂肪酸烃链（R-）为亲油基团，解离的脂肪酸根
（COO-）为亲水基团。
➢ 广泛用于外用、口服制剂和注射剂，个别品种也 用于静脉注射剂。
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㈣ 非离子表面活性剂
1. 脂肪酸甘油酯 2. 蔗糖脂肪酸酯 3. 脂肪酸山梨坦 4. 聚山梨酯 5. 聚氧乙烯脂肪酸酯 6. 聚氧乙烯脂肪醇醚 7. 聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物
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1. 脂肪酸甘油酯
➢临界胶束浓度(critical micelle concentration, CMC)
➢ 表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。
➢ 亲水基相同的同系列表面活性剂，若亲油基团越大， 则CMC越小。
➢ 在CMC时，溶液的的表面张力基本到达最低值。在 CMC到达后的一定范围内，单位体积胶束数量和表面 活性剂的总浓度几乎成正比。
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1. 肥皂类
⑴ 概念
➢高级脂肪酸盐，通式为(RCOO-)nMn+。脂肪酸烃链R的碳原子 数一般在11～17之间，以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。
⑵ 分类
➢分碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂(如三乙醇胺皂等)。
⑶ 特点
➢乳化性能和分散油的能力好；
➢易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之 盐析。
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3. 磺酸化物
⑴ 概念
➢ 脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化 物等。通式为R·SO3-M+。
⑵ 特点
➢ 水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差。
⑶ 种类
① 二辛基琥珀酸磺酸酸钠(阿洛索-OT)、二己基琥珀酸 磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，后者为目前广泛应用 的洗涤剂。
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4. 聚山梨酯(吐温, Tween)
➢ 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，是由失水山梨醇脂肪 酸酯与环氧乙烷反应生成的亲水性化合物。
⑴ 种类
➢ 根据脂肪酸不同，有吐温20 (聚山梨酯20)、吐温40 (聚山梨酯40)、吐温60 (聚山梨酯60)、吐温65 (聚山梨 酯65)、吐温80 (聚山梨酯80)和吐温85 (聚山梨酯85)等。