第四章 (1) 药用天然高分子材料
药用高分子材料学复习重点
第一章绪论1、高分子分别在传统制剂、现代制剂中的作用答：在传统剂型中的应用的高分子材料：如作为片剂的赋形剂、黏合剂、润滑剂等。
在现代制剂中高分子作为应用在控释、缓释制剂和靶向制剂中，如做微丸的赋形剂、缓释包衣的衣膜以及特殊装置的器件。
包装用材料。
药用辅料的定义答：辅料是经过安全评价的、有助于剂型的制备以及保护、支持，提高药物或制剂有效成分稳定性和生物利用度的材料。
第二章高分子的结构、合成和化学反应聚合物的结构式答：聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）聚乙酸乙烯酯（PV Ac）聚乙烯醇（PV A）纤维素尼龙-66按照性能和用途进行的高分子材料分类答：五大类，塑料、橡胶、纤维，涂料以及黏合剂。
热塑性塑料和热固性塑料的区别答：热塑性塑料——受热后软化，冷却后又变硬，这种软化和变硬可重复、循环，因此可以反复成型。
大吨位的品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯。
热固性塑料——是由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体而形成，一旦形成交联聚合物，受热后不能再回复到可塑状态。
聚合过程(最后的固化阶段)和成型过程是同时进行的，所得制品不溶不熔。
热固性塑料的主要品种有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂等。
柔性概念、影响因素答：（1）主链结构当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好。
因为O、N原子周围的原子比C原子少，内旋转的位阻小；而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键，因而其内旋转位阻更小，即使在低温下也具有良好的柔顺性。
当主链中含非共轭双键时，虽然双键本身不会内旋转，但却使相邻单键的非键合原子间距增大使内旋转较容易，柔顺性好。
当主链中由共轭双键组成时，由于共轭双键因p电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。
（2）侧基侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，分子链柔顺性越差。
非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差；对称性侧基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺性大。
药用高分子材料各章知识点总结
药用高分子材料各章知识点总结第一章一、 高分子材料的基本概念1、什么是高分子：高分子是指由多种原子以相同的、多次重复的结构单元并主要由共价键连接起来的、通常是相对分子量为104～106的化合物;2、单 体：能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子;即合成聚合物的起始原料;3、结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团;即构成大分子链的基本结构单元;4、单体单元：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元;5、重复单元 Repeating unit ,又称链节：聚合物中化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元；重复单元连接成的线型大分子,类似一条长链,因此重复单元又称为链节;高分子的三种组成情况1.由一种结构单元组成的高分子此时：结构单元＝单体单元＝重复单元说明：n 表示重复单元数,也称为链节数, 在此等于聚合度;由聚合度可计算出高分子的分子量：M=n. M0 式中:M 是高分子的分子量 M0 是重复单元的分子量2.另一种情况：结构单元＝重复单元 单体单元结构单元比其单体少了些原子氢原子和氧原子,因为聚合时有小分子生成,所以此时的结构单元不等于单体单元;注意：对于聚烯烃类采用加成聚合的高分子结构单元与单体的结构是一致的,仅电子排布不同对于缩聚,开环聚合或者在聚合中存在异构化反应的高分子结构单元与单体的结构不一致3.由两种结构单元组成的高分子合成尼龙-66的特征：其重复单元由两种结构单元组成,且结构单元与单体的组成不尽相同,所以,不能称为单体单元;注意：1对于均聚物,即使用一种单体聚合所得的高分子,其结构单元与重复单元是相同的; 聚CH 2 CH CH 2-CH n CH 2 CH n单体体 n H 2N-(--CH 2-)-COOH --NH-(--CH 2-)-CO--n n H 2O +552对于共聚物,即使用两种或者两种以上的单体共同聚合所得的高分子,其结构单元与重复单元是不同的;二、高 分 子 的 命 名1、 习 惯 命 名 法天然高分子：一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专用名称;如纤维素来源、核酸来源与化学性能、酶化学作用;合成高分子：1由一种单体合成的高分子：“聚”+ 单体名称;如乙烯：聚乙烯； 丙烯：聚丙烯； 氯乙烯：聚氯乙烯2以高分子结构特征来命名. 如聚酰胺、聚酯、聚醚、聚砜、聚氨酯、聚碳酸酯等;尼龙-66：聚己二酰己二胺；尼龙-610：聚癸二酰己二胺；尼龙-6：聚己内酰胺或聚ω-氨基己酸2.商品名称:1树脂类未加工成型的原料都称为树脂2橡胶类 3纤维如丁苯橡胶－－－丁二烯、苯乙烯聚合物 氯纶 PVC 聚氯乙烯乙丙橡胶－－－乙烯、丙烯共聚物 丙纶 PP 聚丙烯腈纶 PANC 聚丙烯腈3. IUPAC 系统命名法1 确定重复结构单元；2给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC 命名规则给重复结构单元命名；3给重复结构单元的命名加括弧括弧必不可少,并冠以前缀“聚”;例： COOCH 3CH 3n C CH 2 重复结构单元为： 聚1-甲氧基羰基-1-甲基乙烯 聚1-氯乙烯三、高 分 子 链 结 构1.聚合物的结构：一级结构近程结构：结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型,以及支化、交联等;是反映高分子各种特性的最主要结构层次;二级结构远程结构：通常包括高分子链的形态构象以及高分子的大小分子量;与高分子链的柔性和刚性有直接关系;三级结构聚集态结构：聚集态结构也称三级结构,或超分子结构,它是指单位体积内许多大分子链之间的的排列与堆砌方式;包括晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等;2.高分子链的近程结构：高分子链的构型 :构型：是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征,也可以说,是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列;1.旋光异构:若高分子中含有手性C 原子,则其立体构型可有D 型和L 型,据其连接方式可分为如下三种：以聚丙烯为例:1 全同立构高分子：主链上的C 的立体构型全部为D 型或L 型, 即DDDDDDDDDD 或C H H C Cl H C H H C Cl H C H H C Cl H C H H CC l HLLLLLLLLLLL；2 间同立构高分子：主链上的C的立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接,LDLDLDLDLDLD；立构规整性高分子tactic polymer: C的立体构型有规则连接,简称等规高分子;3 无规立构高分子：主链上的C的立体构型紊乱无规则连接;3、高分子链的远程结构:包括分子量及分子量分布和高分子形态构象;书P8分子量：1.数均分子量：按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量;根据聚合物溶液的依数性测得的,通过依数性方法和端基滴定法测定;2重均分子量：是按照聚合物的重量进行统计平均的分子量;根据聚合物溶液对光的散射性质、扩散性质测得的;通过光散射法测定;分子量分布：分子量分布越窄,聚合物排布越好;4．高分子聚集态结构的特点.1.聚合物晶态总是包含一定量的非晶相,100%结晶的情况是很罕见的;2.聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结构有关,而且强烈地依赖于外界条件;四、聚合与高分子化学反应1.自由基聚合特点：1可概括为慢引发、快增长、速终止；2聚合体系中只有单体和聚合物组成；3单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大；4小量阻聚剂足以使自由基聚合终止;2．本体聚合：只有单体本身在引发剂或热、光、辐射的作用下进行的聚合;3．溶液聚合：单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法;4．悬浮聚合：单体以小液滴状悬浮在水中的聚合;5．乳液聚合：单体在水介质中由乳化剂分散成乳液状进行的聚合;6．缩聚反应由含有两个或两个以上官能团的单体分子间逐步缩合聚合形成聚合物,同时析出低分子副产物的化学反应,是合成聚合物的重要反应之一;特点：1.每一高分子链增长速率较慢,增长的高分子链中的官能团和单体中的官能团活性相同,所以每一个单体可以与任何一个单体或高分子链反应,每一步反应的结果,都形成稳定的化合物,因此链逐步增长,反应时间长;2.由于分子链中官能团和单体中官能团反应能力相同,所以,在聚合反应初期,单体很快消失,生成了许多两个或两个以上的单体分子组成的二聚体、三聚体和四聚体等,即反应体系中存在分子量大小不等的缩聚物;四、药用高分子材料通论药用高分子材料：指的是药品生产与制造加工过程中使用的高分子材料,药用高分子材料包括作为药物制剂成分之一的药用辅料与高分子药物,以及与药物接触的包装储运高分子材料;第二章一、高分子的分子运动1.高分子运动特点：一运动单元的多重性：1.整链的运动:以高分子链为一个整体作质量中心的移动,即分子链间的相对位移;2.链段的运动：由于主链σ键的内旋转,使分子中一部分链段相对于另一部分链段而运动,但可以保持分子质量中心不变宏观上不发生塑性形变;高弹性：链段运动的结果拉伸—回复；流动性：链段协同运动,引起分子质心位移;3.链节的运动:指高分子主链上几个化学键相当于链节的协同运动,或杂链高分子的杂链节运动4.侧基、支链的运动:侧基、支链相对于主链的摆动、转动、自身的内旋转;二、分子运动的时间依赖性:物质从一种平衡状态在外场作用下,通过分子运动低分子是瞬变过程,高分子是速度过程需要时间达到与外界相适应的另一种平衡状态;三、分子运动的温度依赖性1.活化运动单元：温度升高,增加了分子热运动的能量,当达到某一运动单元运动所需的能量时,就激发这一运动单元的运动;2.增加分子间的自由空间：温度升高,高聚物发生体积膨胀,自由空间加大;当自由空间增加到某种运动单元所需的大小时,这一运动单元便可自由运动;2、高分子的玻璃化转变玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态;温度低,聚合物在外力作用下的形变小,具有虎克弹性行为,形变在瞬间完成,当外力除去后,形变又立即恢复,表现为质硬而脆,这种力学状态与无机玻璃相似,称为玻璃态;随着温度的升高,形变逐渐增大,当温度升高到某一程度时,形变发生突变,进入区域II,这时即使在较小的外力作用下,也能迅速产生很大的形变,并且当外力除去后,形变又可逐渐恢复;这种受力能产生很大的形变,除去外力后能恢复原状的性能称高弹性,相应的力学状态称高弹态;由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区,玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度,以Tg表示;当温度升到足够高时,聚合物完全变为粘性流体,其形变不可逆,这种力学状称为粘流态;高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度,以T f表示,其间的形变突变区域称为粘弹态转变区;二、溶解与高分子溶液一、高聚物的溶解1.非晶态高聚物的溶解条件：足够量的溶剂、一定量的非晶态高聚物溶解过程:溶胀到无限溶胀;溶解过程的关键步骤是溶胀;其中无限溶胀就是溶解,而有限溶胀是不溶解;2.结晶晶态高聚物的溶解非极性结晶高聚物的溶解条件：足够量的溶剂,一定量的非极性结晶高聚物,并且加热到熔点附近;溶解过程：加热使结晶熔化,再溶胀、溶解;极性溶解高聚物的溶解条件：足够量的强极性溶剂,一定量的极性结晶高聚物,不用加热;溶解过程：通过溶剂化作用溶解;二、溶剂的选择1.极性相似原则2.溶剂化原则3.溶解度参数相近原则三、高聚物的力学性能1.应力：单位面积上的内力为应力,其值与外加的应力相等;2.应变：当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时,其几何形状和尺寸会发生变化,这种变化称为应变或形变;3．弹性模量：是单位应变所需应力的大小,是材料刚度的表征;4.硬度：是衡量材料抵抗机械压力能力的一种指标;5.强度：是材料抵抗外力破坏的能力;6.高聚物力学性能的最大特点是高弹性和粘弹性:1.高弹性：处于高弹态的高聚物表现出的独特的力学性能;是由于高聚物极大的分子量使得高分子链有许多不同的构象,而构象的改变导致高分子链有其特有的柔顺性;链柔性在性能上的表现就是高聚物的高弹性;橡胶就是具有高弹性的材料;弹性形变的本质也就是高弹性变的本质;2）.粘弹性：指高聚物材料不但具有弹性材料的一般特性,同时还具有粘性流体的一些特性; 力学松弛：高聚物的力学性能随时间的变化统称力学松弛;最基本的有：蠕变、应力松弛、滞后、力学损耗;蠕变：在一定的温度和恒定的外力作用下拉力,压力,扭力等,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象;应力松弛：对于一个线性粘弹体来说,在应变保持不变的情况下,应力随时间的增加而逐渐衰减,这一现象叫应力松弛;滞后现象：高聚物在交变力作用下,形变落后于应力变化的现象;力学损耗：由于力学滞后而使机械功转换成热的现象;第三章一、凝胶与功能水凝胶1.凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子,即聚合物分子间相互连接,形成空间网状结构,而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质;影响胶凝作用的因素：浓度、温度、电解质;2．凝胶的性质1触变性 2溶胀性 3脱水收缩性 4透过性3.凝胶的分类1物理凝胶：由非共价键氢键或范德华力相互连接,形成网状结构;由于聚合物分子间的物理交联使其具有可逆性,只要温度等外界条件改变,物理链就会破坏,凝胶可重新形成链状分子溶解在溶剂中成为溶液,也称为可逆凝胶;2化学凝胶：是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不能溶解也不能熔融,结构非常稳定,也称为不可逆凝胶;3冻胶：指液体含量很多的凝胶,通常在90%以上；多数由柔性大分子构成,具有一定的柔顺性,网络中充满的溶剂不能自由流动,所以表现出弹性的半固体状态,通常指的凝胶均为冻胶;4干凝胶：液体含量少的凝胶,其中大部分是固体成分;在吸收适宜液体膨胀后即可转变为冻胶;4.功能水凝胶：对温度或pH等环境因素的变化所给予的刺激有非常明确或显着的应答; 根据环境变化的类型不同,环境敏感水凝胶可分为：温敏水凝胶、pH敏水凝胶、盐敏水凝胶、光敏水凝胶、电场响应水凝胶、形状记忆水凝胶;二、粒子分散结构：有以下四种类型：1.药物粒子分散在高聚物基材中的复合结构,高聚物为连续相,如速释型固体分散制剂;2.药物粒子和高聚物粒子分散于同一或另一高聚物基材中的复合结构,如传统的淀粉基可崩解固体片剂3.药物粒子包裹在聚合物囊膜中,再分散在聚合物基材中4.药物粒子分散在高聚物凝胶网络中的复合结构,这类药物通常是疏水性的,如聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物的水凝胶制成的皮鲁卡品滴眼剂等缓释给药系统;三、缓控释性材料1.缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续缓慢释放药物以达到延长药效目的的制剂;系指口服药物在规定释放介质中,按要求缓慢地非恒速释放;2.控释制剂：药物从制剂中按一定规律缓慢、恒速释放,使机体内药物浓度保持相对恒定,体内释药不受pH影响;系指口服药物在规定释放介质中,按要求缓慢地恒速或接近恒速释放;四、分散传质过程药物的扩散过程：1.药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙；2.由于浓度梯度,药物分子扩散通过聚合物屏障；3.药物由聚合物解吸附；4.药物扩散进入体液或介质;第四章药用天然高分子材料一、淀粉1.来源淀粉starch广泛存在于绿色植物的须根和种子中,根据植物种类、部位、含量不同,各以特有形状的淀粉粒而存在;药用淀粉多以玉米淀粉为主;2.化学结构和组成淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分子化合物;结构单元：D－吡喃环型葡萄糖淀粉组成可以分为两类,直链淀粉与支链淀粉;自然淀粉中直链,支链淀粉之比一般约为15-28%比72-85%,视植物种类、品种、生长时期的不同而异;1直链淀粉是以α-1,4苷键连接而成的线型聚合物;直链淀粉由于分子内氢键作用,链卷曲成螺旋形,每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元;2支链淀粉是由D-葡萄糖聚合而成的分支状淀粉,其直链部分也为α-1,4苷键,而分支处则为α-1,6苷键;在各种淀粉中,直链淀粉约占20%-25%,支链淀粉约占75%-85%3.性质1形态与物理常数玉米淀粉为白色结晶粉末,流动性不良,淀粉在干燥处且不受热时,性质稳定;2淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力溶解性：呈微弱的亲水性并能分散与水,淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等,但有一定的吸湿性; 含水量：在常温、常压下,淀粉有一定的平衡水分,但淀粉含有很高的水分却不显示潮湿而呈干燥的粉末状,这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故;不同淀粉的含水量存在差异,这是由于淀粉分子中羟基自行缔合及与水分子缔合程度不同所致;3淀粉的吸湿与解吸吸湿：淀粉中含水量受空气湿度和温度的影响,在一定的相对湿度和温度条件下,淀粉吸收水分与释放水分达到平衡,此时淀粉所含的水分称为平衡水分;用做稀释剂的淀粉和崩解剂的淀粉,宜用平衡水分下的玉米淀粉;解吸：淀粉中存在的水,分为自由水和结合水两种状态,自由水仍具有普通水的性质,随环境的变化而变化,它具有生理活性,可被微生物利用,而结合水则不能;4淀粉的水化、膨胀、糊化水化：淀粉颗粒中的淀粉分子有的处于有序态晶态,有的处于无序态非晶态它们构成淀粉颗粒的结晶相和无定性相,无定性相是亲水的,进入水中就吸水,先是有限的可以膨胀,而后是整个颗粒膨胀的现象;膨胀：淀粉在60-80℃热水中,能发生膨胀,直链淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散,形成胶体溶液,而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中;糊化：若不实施直链淀粉与支链淀粉的分离,在过量水中,淀粉加热至60~80℃时,则颗粒可逆地吸水膨胀,至某一温度时,整个颗粒突然大量膨化、破裂,晶体结构消失,最终变成粘稠的糊,虽停止搅拌,也都下沉的现象;糊化的本质：水分子加入淀粉粒中,结晶相和无定性相的淀粉分子之间的氢键断裂,破坏了缔合状态,分散在水中成为亲水胶体;5淀粉的回升老化、凝沉回生或老化：淀粉糊或淀粉稀溶液再低温静置一段时间,会变成不透明的凝胶或析出沉淀的现象;形成的淀粉称为回生淀粉;4、反应1水解反应存在于淀粉分子中糖基之间的连接键——苷键,可以在酸或酶的催化下裂解,形成相应的水解产物,呈现多糖具备的水解性质;2显色反应淀粉与碘试液作用时形成有色包结物,螺旋结构长颜色深,所以直链淀粉与碘化钾、碘溶液作用呈蓝色,支链淀粉呈紫红色;5.应用淀粉在药物制剂中主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂,崩解剂;淀粉应用安全无毒,同时药典品不得检出大肠杆菌、活蛹,1g淀粉含霉菌应在100个以下,杂菌不得多于1000个;可灭菌玉米淀粉是玉米淀粉经化学及物理改性后的淀粉,遇水或蒸汽灭菌不糊化,是供某些医疗用途的改性淀粉;二、糊精1．来源与制法淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程,这个过程的中间产物总称为糊精;糊精的制法是在干燥状态下将淀粉水解,其过程有四步：酸化、预干燥、糊精化及冷却;2.分类在药剂学中应用的糊精有白糊精和黄糊精;3.性质糊精为白色、淡黄色粉末;不溶于乙醇95℃、乙醚,缓缓溶于水,易溶于热水三、麦芽糖糊精1.来源与制法麦芽糖糊精是由食用淀粉在有水存在的条件下,将淀粉加热,经合适的酸或者酶部分水解而制得;制法：部分地将淀粉水解可得不同链长的葡萄糖单元的聚合物溶液,然后过滤、浓缩、干燥即得麦芽糖糊精;2.性质为无甜味、无臭的白色粉末或颗粒;易溶于水,微溶于乙醇;若其葡萄糖当量提高,则吸湿性、可压性、溶解度、甜度也随之提高,黏度下降;四、羧甲基淀粉钠1.结构为聚α-葡萄糖的羧甲基醚2.性质为白色至类白色自由流动的粉末,能分散于水,形成凝胶,醇中溶解度约2%,不溶于其它有机溶剂,有较大的吸湿性3.应用羧甲淀粉钠作为胶囊剂和片剂的崩解剂广泛应用于口服药物制剂中,在湿法制粒时,将羧甲淀粉钠加入颗粒内部,其润湿时起黏合剂的作用,而在颗粒干燥后又能起崩解剂的作用;是某些口崩片的理想辅料;也可用作助悬剂;五、纤维素1.来源纤维素存在于一切植物中,是构成植物细胞壁的基础物质;2.结构结构单元是D-吡喃葡萄糖基,相互间以-1,4-苷键连接,分子式为C6H10O5n;3.性质1化学反应性纤维素的氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水、溶胀以及接枝共聚等都与纤维素分子中存在大量羟基有关;2氢键的作用纤维素结晶区和无定形区的羟基,基本上是以氢键形式存在3吸湿性纤维素吸水后,再干燥的失水量,与环境的相对湿度有关,纤维素在经历不同湿度的环境后,其平衡含水量的变化,存在滞后现象,即吸附时的吸着量低于解吸时的吸着量; 4溶胀性纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀和结晶区内溶胀;纤维素溶胀能力的大小取决于碱金属离子水化度,纤维素的溶胀是放热反应,温度降低,溶胀作用增加；对同一种碱液并在同一温度下,纤维素的溶胀随其浓度而增加,至某一浓度,溶胀程度达最高值;5机械降解特性机械降解后的纤维素比氧化、水解或热降解的纤维素具有更大的反应能力;6可水解性纤维素大分子的背键对酸的稳定性很低,在酸碱度、温度适合的条件下,能产生水解降解,酸是催化剂,可降低贰键破裂的活化能,增加水解速度;纤维素对碱在一般情况下是比较稳定的,但在高温下,纤维素也产生碱性水解;六、粉状纤维素1.制法将植物纤维材料纤维浆,用%NaOH溶液在20℃处理,不溶解的部分中包括纤维浆中的纤维素和抗碱的半纤维素,用转鼓式干燥器制成片状,再经机械粉碎即得粉状纤维素;2.性质呈白色,无臭,无味,具有纤维素的通性,不同细度的粉末的流动性和堆密度不一,具有一定的可压性,流动性较差;3.应用可用于片剂的稀释剂,硬胶囊或散剂的填充剂；在软胶囊中可用于降低油性悬浮性内容物的稳定剂,以减轻其沉降作用,也可作口服混悬剂的助悬剂；用作片剂干性粘合剂的浓度为5%;-20%,崩解剂浓度为5%-15%,助流剂浓度为1%-2%,不得用作注射剂或吸入剂辅料；在食品工业中可作为无热量食品的添加剂;七、微晶纤维素1.制法将结晶度高的纤维经强酸水解除去其中的无定形部分,所得聚合度约为220,相对分子质量约为36000的结晶性纤维即为微晶纤维素;胶态微晶纤维素：纤维素+亲水性分散剂2.性质白色、无臭、无味,多孔、易流动粉末,不溶于水、稀酸、氢氧化钠液和一般有机溶剂;可压性：具有高度变形性,极具可压性;吸附性：为多孔性微细粉末,可以吸附其他物质如水、油和药物等;分散性：微晶纤维素在水中经匀质器作用,易于分散生成妈油般的凝胶体;反应性能：在稀碱液中少部分溶解,大部分膨化,表现出较高的反应性能;3.应用微晶纤维素PH型广泛用作口服片剂及胶囊剂的稀释剂、吸附剂、崩解剂、抗粘附剂；此外也可作为倍散的稀释剂和丸剂的赋形剂;微晶纤维素RC型作为胶体分散系主要用于干糖浆、混悬剂,有时也作为水包油乳剂和乳膏的稳定剂;微晶纤维素球形颗粒,为具有高圆度和机械强度的球形细粒剂,可作为包衣型缓释制剂、苦味掩盖制剂的核芯,微晶纤维素AvicelPH-300系列具有快速崩解性、较好的流动性、可减小片重差异等优点；Avice KG-801可以提高片剂硬度、降低磨损性、少量添加适于在低压力下压片等优点;纤维素衍生物具有以下性质：具有玻璃化转变温度、溶度参数和表面能、物理配伍相容性、溶胀性、吸湿性、黏度、生物黏附性、热凝胶化和昙点、液晶的形成;八、醋酸纤维素。
药用高分子材料第四章-天然药用高分子材料及其衍生物
多糖类天然药用高分子及其衍生物
3.淀粉及聚集态结构变化的淀粉在药物制剂中的应 用
（1）淀粉 ①崩解剂:淀粉直链分散于支链网孔中，支链遇水
膨胀，直链脱离，促进淀粉崩解；非均相结构 （晶区及无定形区）受力不平衡性；毛细吸水作 用、本身吸水膨胀作用。－－但仅适用于不溶或 微溶性药物的片剂
多糖类天然药用高分子及其衍生物
应用：传统制剂、现代剂型和给药系统如：缓 控释制剂、纳米药物制剂、靶向给药系统和透 皮治疗系统
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多糖类天然药用高分子及其衍生物
多糖：多个单糖分子脱水、缩合通过苷键连接 的一类高分子聚合体。
特点：分子量大、一般为无定性粉末或结晶， 具吸湿性，苷键可为酸或酶催化水解，无甜味， 无还原性，有旋光性，无变旋现象
葡萄糖淀粉酶 外切型酶 链端α－1，4(6)苷键 β－葡萄糖
脱支酶
内切型酶 支链α－1，6苷键
－
多糖类天然药用高分子及其衍生物
（3）显色
原理：淀粉和糊精分子都具有螺旋结 构，每6个葡萄糖基组成的螺旋内径 与（I2.I -)直径大小匹配，当与碘试 液作用时，（I2.I-)进入螺旋通道， 形成有色包结物。螺旋结构长，包 结的（I2.I-)多，颜色加深
直链－蓝色
支链－紫红
加热－螺旋圈伸展成线性－颜色褪去
冷却－螺旋结构恢复－颜色重现
多糖类天然药用高分子及其衍生物
2 淀粉的来源、加工与物理改性 （1)来源
按其来源可分为：谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀 粉、果蔬类淀粉。 药用淀粉主要以谷类淀粉中的玉米淀粉为主。 （2）玉米淀粉的加工制备（自看)
多糖类天然药用高分子及其衍生物
多糖类天然药用高分子及其衍生物
用途： ① 预胶化淀粉具有溶胀、变形复原作用－黏合性、
药用高分子之纤维素
第四章 药用天然高分子材料
第
1．化学反应性
纤维素的一些重要性质
纤维素原料经磨碎、压碎
二 节
2．氢键的作用
或强烈压缩时，纤维素可发 生降解，结果聚合度下降， 机械降解后的纤维素比氧化、
纤
3．吸湿性
水解或热降解的纤维素具有 更大的反应能力。<机械降
素
4．溶胀性
解后的纤维素除了分子中的
纤 剂的助悬剂。 素 3．用作片剂干性粘合剂的浓度为5%。-20%，
崩解剂浓度为5%-15%，助流剂浓度为1%-2%，
维 但不得用作注射剂或吸入剂辅料，因可致肉芽肿。 在食品工业中可作为无热量食品的添加剂。
精选ppt
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第四章 药用天然高分子材料
二、微晶纤维素
第 (一)结构与制法 植物纤维是千百万微细纤维所组成，在高倍电子显微
上是以氢键形式存在，氢键的破裂和
二
2．氢键的作用
重新生成对纤维素的性质有很大影响，而 在许多情况下对其反应能力也有影响，氢
节
键破裂，生成游离羟基数量多，其吸湿性
纤
3．吸湿性
增加，市售粉状纤维素在相对湿度为70% 时，其平衡含水量在8%-12%。由X-射线
素
4．溶胀性
衍射的研究表明，纤维素吸水后和再经干 燥，二者的X-射线衍射图没有改变，说明
二 镜下可见微细纤维存在2种不同结构区域，一是结晶区，
节
另一是无定形区。微晶纤维素的聚合度约为220，分子 量约为36000，其结构式同纤维素，但其在水中的分散
纤 性、结晶度和纯度等与机械纤维素不同。 微晶纤维素(MC)的制法如下：将由细纤维所制得的
素 α-纤维素，用25ml盐酸在105℃煮沸15min，去无定形
海藻酸钠
(三)应用
1.无毒及刺激性
海藻酸钠广泛用于化妆品、食品及药物制剂(如 片剂及创伤敷料等外用制剂)，其无毒，无刺激 性。海藻酸钠粉末吸入或遇眼粘膜有刺激性。 海藻酸钠的急性毒性LD50如下：猫腹腔注射 LD50为0.25g/kg；兔静脉注射LD50为0.lg/kg； 大鼠静注LD50为l g/kg；大鼠口服LD50>5 g/kg。
(3)如果钙离子加人的量接近二者反应完全时的浓度，则形成的凝胶有 脱水收缩 (syneresis)的倾向。
㈡性质
溶解性 相容性 吸湿性 粘性和流动 胶凝与交联 染菌与灭菌
海藻酸钠贮藏时易染菌，进而影响其溶液的粘度，溶液
可用环氧乙烷灭菌。高压灭菌法也可使粘度下降。不宜应用 Y射线照射，因其能显著影响溶液的粘度。本品外用时可加 0.1%的氯甲酚、0.1%的氯二甲苯酚或对轻基苯甲酸酯类作 防腐剂。
海藻酸钠的胶凝作用与其分子中古洛糖醛酸的含量和聚合度有关，古 洛糖醛酸(G)含量越高则凝固硬度越大。甘露糖醛酸(M)柔性较大，海藻 酸钠凝胶的溶胀性与其中M单体在内部的溶胀有关。
海藻酸钠与大多数多价阳离子反应会形成交联，如与钙离子交联形成 的网状 结构，控制水分子的流动性，用此方法可得热不可逆性的刚性结 构，其失水收缩不显著。将钙离子加人海藻酸钠溶液中的方法大大地影 响最终形成凝胶的性质，如果钙离子加得太快，结果形成不均匀凝胶， 结构失去连续性；使用慢速控制溶解的钙盐可以得到较均匀的凝胶
半数致死量（median lethal dose），简称 LD50
(三)应用
2.口服及局部外用
(1)海藻酸钠可用于口服及局部外用，其应用浓度为：在片剂 中可用作粘合剂(1%-3%)，崩解剂(2.5%-10%)、增稠剂及助悬 剂 (1-5g/100ml)，乳剂的稳定剂(1-3g/100ml)，糊剂及软膏基质 (5%-10%)。最近还用作药物的水性微囊的膜材，以代替用有机 溶剂的包囊技术和用作缓释制剂的载体。
第八讲 淀粉及其衍生物
本章内容
• 第一节
• 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
淀粉及其衍生物
纤维素 纤维素衍生物 药用纤维素衍生物各论 其他天然药用高分子材料
第一节 淀粉及其衍生物
• 淀粉
• 糊精和麦芽糖糊精
• 预胶化淀粉
• 羧甲淀粉钠
• 羟丙淀粉
本节要求
• 掌握淀粉、糊精、预胶化淀粉的性质及其
粉75%以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含量也
很多。
如:大米约80%；小麦约70%；马铃薯约20％
薏米淀粉颗粒结构
大米淀粉颗粒结构
来源 糙米
淀粉含量 品种 73% 豌豆
淀粉含量 58 %
高梁
70 %
蚕豆
49 %
燕麦面 67 % 小麦 66 %
荞麦面 40 % 甘薯 19 %
大麦
谷子
60 %
60 %
淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程 有以下几部分: (1)原料预处理：将玉米筛选，风力除尘，水 洗，磁力吸铁，除去机械性杂质。 (2)浸泡：用0.25%-0.30%的亚硫酸，于4850℃将玉米浸泡2天以上，使玉米软化并除去 可溶性杂质。 (3)粗破碎：将脱胚机使玉米破碎成10-12瓣， 但不能损坏胚芽，用分离器分离去胚芽。 (4)细研磨：将玉蜀黍稀浆用锤式粉碎机及金 刚砂磨进行细研磨，用曲筛、转筒等设备过筛， 得粗淀粉乳。 (5)分离、脱水、干燥：将粗淀粉乳经细斜槽 和真空吸滤器分离去蛋白质，于低压低温干燥 1-1.5h，经粉碎过筛可得水分在13%的淀粉。
末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多
醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。
③氢键
不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉 分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致， 例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉
第4章药用天然高分子材料
其他淀粉衍生物
• 交联淀粉 –淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂如环氧 氯丙烷和甲醛等交联剂作用，使不同淀粉分子的 羟基间联结在一起，所得衍生物称为交联淀粉。 用于食品工业增稠剂，纺织工业上浆剂和医药工 业外科乳胶手套的润滑剂及赋形剂。 • 淀粉酯（与相应纤维素衍生物的结构类似） –乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫 酸酯、硝酸酯等。 • 淀粉醚（与相应纤维素衍生物的结构类似） –羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等。
末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多
醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。
③氢键
不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉 分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致， 例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉
分子中能够与水分子形成缔合氢键的游离羟基数
目相对较少，因而含水量较低。
1.形态与物理常数
• 淀粉组成：直链淀粉约占20%-25%，支链淀粉约占 75%-85%，与植物种类、品种、生长时期相关 • 淀粉改性
–淀粉中葡萄糖单元的醇基:仲醇、伯醇、缩醛羟基，与一
般醇类(如甲醇，乙醇)一样能进行酯化或醚化反应 –将淀粉改性为：醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯、琥珀酸酯、 油酸酯，甲基丙烯酸酯和乙基醚，氰乙基醚，羟丙基醚 等衍生物
崩解剂、黏合剂、助流剂，崩解剂。用量在 3%-15%，黏合剂用量在5%-25%。 淀粉由直链与支链构成的聚集体，直链淀 粉分散于支链网孔中，支链遇水膨胀以及直链 脱离促进淀粉崩解发生。
（二）氧化淀粉
用次氯酸盐或过氧化氢等氧化剂使淀粉氧 化。 氧化淀粉主要用于造纸工业的施胶剂，包 装工业的纸箱胶黏剂，纺织工业的上浆剂和食 品工业的增稠剂等。
直链淀粉
CH2OH O HO OH O
O
药用天然高分子
热凝胶化和昙点
热凝胶化和昙点是水溶性非离子型纤维素衍生 物的重要特征，这种特征表现为为聚合物溶解 度不随温度升高而升高。将聚合物溶液加热， 当其高过低临界溶液温度时，聚合物能从溶液 中分离出来，此时称为昙点。
液晶的形成
（一）醋酸纤维素
结构与性质
–醋酸纤维素（CA）是部分乙酰化的纤维素，含乙 酰基（CH3CO）29%~48%。
a.具有良好的黏合性、可压性、促进崩解和溶出性能，且其崩 解作用不受崩解液PH的影响；
b.改善药物溶出作用，有利于生物利用度的提高；
c.改善成粒性能，加水后有适度黏着性，故适于流化床制料， 高速搅拌制粒，并有利于粒度均匀，成粒容易。
值得注意的是，采用预胶化淀粉作为直接压片的干 燥黏合剂，应尽量不用或少用（用量不可超过0.5%） 硬脂酸镁为润滑剂，以免产生软化效应，影响片剂 的硬度。
四、羧甲基淀粉钠（CMS-Na）
1、来源与制法
又称为乙醇酸钠淀粉，为聚α-葡萄糖的羧甲基醚。 含钠量低于10%，取代度为0.5。系由淀粉在碱存在 下与一氯醋酸作用制得。
2、性质 CMS-Na能分散于水，不溶于其他有 机溶剂。具有较强的吸水性及吸水膨胀性，在 水中的体积能膨胀300倍。 3、应用
–醋酸纤维素与纤维素相比，耐热性提高，不易燃烧， 吸湿性变小，电绝缘性提高。
–醋酸纤维素或二醋酸纤维素比三醋酸纤维素更易溶 于有机溶剂。醋酸纤维素的乙酰基含量下降，亲水 性增加，水的渗透性增加，三醋酸纤维素含乙酰基 含量最高，熔点最高，限制了水的渗透。
应用：
–醋酸纤维素和二醋酸纤维素常供药用，缓释和控释 包衣材料多用后者。二醋酸纤维素不溶于水、乙醇、 碱溶液，溶于丙酮、氯仿、醋酸甲酯和二氧六环等 有机溶剂，溶液有良好的成膜性能。
药用天然高分子材料PPT课件
树干割口处干燥凝固的渗出物，再经人工剔除异物(树皮、砂粒等)，按大小分级得原 始胶。不同产地来源的阿拉伯胶有许多不同点，但最高质量的阿拉伯胶是半透明琥 珀色无任何味道的椭球状胶。这些阿拉伯原胶(原始胶)再经过工业化的去杂，或者用 机械粉碎加工成胶粉或加工成方便溶化的破碎胶。
壳聚糖是含游离氨基的碱性多糖，为阳离子聚合物，可溶于矿酸、有机酸及弱酸 稀溶液成透明黏性胶体，在氯代醋酸与某些氯代烃组成的二元溶剂中能溶解或溶胀。 脱乙酰度是壳聚糖的重要的性质之一，它表明在壳聚糖分子中自由氨基的量。
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甲壳素和壳聚糖分子中含有-OH，-NH极性基团，具较好的吸湿性、保湿性。但壳 聚糖吸湿性很强，仅次于甘油，比聚乙二醇、山梨醇高。将壳聚糖粉末置密闭器中， 在常温、干燥条件下，至少3年内可保持质量稳定。但吸湿或水溶液不稳定，会产生 分解，分解速度随温度的升高而加快。
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甲壳素、壳聚糖的结构(R≠H)
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(2)物理性能 甲壳素为白色无定形固体或半透明的片状物，约270℃分解，不溶于水、稀酸、稀
碱和乙醚、乙醇等有机溶剂，可溶于无水甲酸、浓无机酸(如HCl，H2SO4，H3PO4)、 含8%氯化锂的二甲乙酰胺以及氯代醋酸和某些有机溶剂组成的二元溶剂。这是由于 甲壳素分子中有乙酰胺基存在，分子间形成很强的氢键所致。其溶于浓酸时伴随着 降解发生，相对分子质量由1.0×107-2.0×107明显降至3×106-7×106。甲壳素在水及 有机溶剂中的这种难溶性质，限制了它的应用，一般须经化学改性成甲壳素衍生物 供使用。
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04天然药用高分子材料(1-2)
淀粉价格低廉，是片剂中最常用的辅料； 淀粉价格低廉，是片剂中最常用的辅料； 与大多数药物均可配伍，但药物酸碱性太强 与大多数药物均可配伍， 可使其逐渐水解而失去膨胀作用； 可使其逐渐水解而失去膨胀作用； 作为稀释剂或填充剂，单独应用可压性差， 作为稀释剂或填充剂，单独应用可压性差， 可与糖粉、糊精、 可与糖粉、糊精、磷酸氢钙等合用增强其可 压性。 压性。
（二）化学结构 结构单元为D-吡喃环形葡萄糖 结构单元为 吡喃环形葡萄糖; 吡喃环形葡萄糖 两种多糖分子：直链淀粉和支链淀粉； 两种多糖分子：直链淀粉和支链淀粉； 直链： 糖苷键， ≌ 直链：α-1,4糖苷键，n≌200－980 糖苷键 －
伯醇
CH2OH H CH2OH H O H OH H H OH H
15 15
第四章 药用天然高分子材料
性质 白色、淡黄色粉末，熔点 白色、淡黄色粉末，熔点178℃； ℃ 易溶于热水，具有触变性；不溶于乙醇、 易溶于热水，具有触变性；不溶于乙醇、 乙醚； 乙醚； 应用 固体制剂的填充剂－很少单独使用； 固体制剂的填充剂－很少单独使用； 片剂的粘合剂－易松片、裂片的品种； 片剂的粘合剂－易松片、裂片的品种； 液体制剂的增黏剂（助悬）； 液体制剂的增黏剂（助悬）；
第四章 药用天然高分子材料
对乙酰氨基酚湿法制粒
毫克) 目标片重 (毫克 毫克 乙酰氨基酚 (%) 善达干粉(%) 善达干粉 善达浆 (%) PVP K 29/32 浆 (%) 水 (克) 克 硬脂酸镁(%) 硬脂酸镁 Hobart speed setting 干混合时间(min) 干混合时间 湿混合时间 (min) 进风温度. 进风温度 C 干燥时间 min. 物料温度 C 颗粒含水量 % 460-40-A 268.625 85.1 14.65 460-41-B 268.625 85.1 11.73 *2.92 739.0 (*20%solids) 0.25 1 4 5 65 27 40 1.2 460-41-C 217.17 85.1 9.65 *5.0 597.22 (*18.2% solids) 0.25 1 4 4 65 35 40 1.2
第四章 天然药用高分子材料及其衍生物
二 糊精
（一）来源与制法 淀粉很易水解，与水加热即可引起分子的裂解； 与无机酸共热时，可彻底水成|解为糊精或葡萄糖。 淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程，这 个过程的中间产物总称为糊精，糊精分子有大小之 分，根据它们遇腆腆化御溶液产生的颜色不同，分 为蓝糊精、红糊精和无色糊精等其分子量由 4.5×103-8.5×104之间不等。 药剂学中应用的糊精有白糊精和黄糊精。
淀粉老化
淀粉凝胶经长期放置，会变成不透明甚至发生沉 淀现象，称为“老化”或“退减”作用。其原因是 由于淀粉分子有很多一OH，放置后分子彼此间吸 引并通过氢键与邻近分子结合，它们与水的亲和力 低，故易于从水溶液中分离，浓度低时生成沉淀， 浓度高时，由于氢键作用，糊化的淀粉分子又自动 排列成序，形成致密的三维网状结构。故老化可视 为糊化的逆转，但老化不可能使淀粉彻底逆转复原 成生淀粉的结构状态。老化最适宜温度在2~4℃,高 于60℃或低于-20℃都不会老化。含水量在30%60%的淀粉凝胶易老化，含水量在10%的干燥态及 在大量水中则不易发生老化。老化淀粉不易受淀粉 酶作用。
淀粉糊化
淀粉粒中的淀粉分子有的处于有序态(晶态)，有的处于无序 态(非晶态)，在偏光显微镜下呈现双折射现象是晶态结构的 反映。淀粉在水中加热至60-70℃，开始膨化，至糊化温度时 (70~75℃)，瞬时大量膨化，体积增加数倍,此时双折射消失， 淀粉粒破裂，视浓度不同，可形成糊、凝胶或溶胶。淀粉形 成均匀糊状溶液的现象称为糊化。 淀粉糊化温度因品种而异，玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀 粉的糊化温度范围较窄，玉米淀粉62~72℃吧，马铃，薯淀粉 56~66℃。直链淀粉占有比例大时，糊化困难，甚至置高压锅 内长时间热处理也不溶解；支链淀粉占有比例大时，较易使 淀粉粒破裂。其它影响糊化的因素有搅拌时间、搅拌速度、 酸碱度和添加的化合物等。 糊化后的淀粉又称α化淀粉，将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水 干燥，可得易分散于凉水的无定形粉末，即可溶性α淀粉， 速溶淀粉制品制造原理就是使淀粉α化。
药用天然高分子材料教学培训(共31张PPT)
(3) 吸湿与解吸：游离羟基易与极性水分子形成氢键缔 合，产生吸湿作用。
(4) 溶胀性：纤维素在浓碱液(12.5%~19%)中能形成 碱纤维素，具有稳定的结晶格子；温度降低，溶胀作 用增加。
培训专用
(5) 降解
热降解：受热时或发生水解或氧化降解。
20~150，只进行纤维素的解吸；
150~140，产生葡萄糖基脱水； 240~400，断裂纤维素分子中的苷键和C-C键； 400时，芳构化和石墨化。
培训专用
培训专用
（三) 应用
是广泛应用的崩解剂，系淀粉的羧甲基醚，水性羧甲基的存在， 使淀粉分子内及分子间氢键减弱．结晶性减小，轻微的交联结构降 低了它的水溶性，从而在水中易分散并具溶胀性．吸水后体积可增
加300倍。目前国内外均有商品出售。
培训专用
第二节 纤维素
存在:纤维素存在于一切植物中。
是构成植物细胞壁的基础物质。
HO OH O
OH O
HO OH O
NaOH
HO n
OH O
OH OH
OH O
HO OH O
ClCH2COOH
OCH2COONa O
OH O
HO
HO
OH O n
OH OH
培训专用
（二）性质
能分散于水，形成凝胶，在醇中溶解度约为 2%，不溶于其它有机溶剂。对碱及弱酸稳定， 对较强的酸不稳定，不易腐败变质。具有良好的 吸水性和吸水膨胀性，吸水膨大200－300倍而 颗粒本身不破坏，具有良好的可压性、流动性， 无引湿性，增加硬度不影响其崩解性，尤其适用 于制备不溶性药物片剂，促进药物的溶出。
培训专用
第一种合成高分子的诞生
❖ 1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨房 里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。 因为找不到抹布，他顺手用他妻子的布围裙把地擦干，然后把洗过 的布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时，突然出现一道闪 光，整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来 了一些棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净， 很小心地烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道，这就 是硝酸纤维素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，可用于制造 炸药。这是人类制备的第一种高分子合成物。虽然远在这之前，中 国人就知道利用纤维素造纸，但是改变纤维素的成分，使它称为一 种新的高分子的化合物，这还是第一次。
药用天然高分子材料
老化作用的防止与利用
在生产上为了防止淀粉的老化作用，采用高温糊化，同时进行激烈搅拌，使淀粉分子充分分散，但必须严格控制加热时间及搅拌条件，使淀粉糊液保持一定的粘度。 淀粉发生凝沉作用，可使食品品质下降，但有时也可利用淀粉的凝沉作用制造各类制品，如我国粉丝的制造，就是利用含直链淀粉高的淀粉（如绿豆、豌豆等），通过糊化、凝沉、干燥等步骤制成。
(3) 有的药物具有不良臭味、苦涩味，甚至有些具有较强的刺激性，影响该制剂的应用，特别是对于儿童和老人，将其制成包合物可使不良臭味、苦味减轻或消除。
(4) 用-环糊精包合挥发油，可使其粉末化，制成散剂、颗粒剂、片剂、硬胶囊剂等剂型，不仅便于生产，而且可使剂量准确，利于保存和携带。
-1,6苷键
-1,4-苷键
支链淀粉
支链淀粉构象示意图
1.淀粉粒的比重约为1.5，不溶于冷水,但吸湿性很强——淀粉制造工业的理论基础 所谓水磨法，就是利用这一性质。先将原料打碎成糊 (若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然后湿磨破坏组织，使其成糊)，除去蛋白质及其它杂质，再使淀粉在水中沉淀析出 2.直链淀粉溶于热水（60-80度），支链淀粉不可溶。（可用于分离二者）
（三）、淀粉的性质
3.淀粉的糊化
淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉称为-淀粉。
表2-5 几种谷物淀粉粒的糊化温度
淀粉种类
糊化温度范围（℃）
糊化开始温度（℃）
大米
58~61
58
小麦
65~67.5
65
玉米
64~72
64
高粱
69~75
69
二、糊精
(一) 来源与制法
淀粉
水解
药用高分子材料习题(答案)
第一章绪论一、名词解释药用辅料：广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂（在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分.）药用高分子辅料：具有高分子特征的药用辅料（具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料。
）二．填空题1 ．药用辅料广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂，其中具有高分子特征的辅料，一般被称为药用高分子辅料。
2 ．辅料有可能改变药物从制剂中释放的速度或稳定性，从而影响其生物利用度。
3 ．高分子材料学的目的是使学生了解高分子材料学的①最基本理论和药剂学中常用的高分子材料的②结构，③物理化学性质，④性能及用途，⑤并能初步应用这些基本知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制剂中的应用。
4．药用高分子辅料在药用辅料中占有很大的比重，现代的制剂工业，从包装到复杂的药物传递系统的制备，都离不开高分子材料，其品种规格的多样化和应用的广泛性表明它的重要性。
三．选择题1 ．下面哪项不是有关药用高分子材料的法规（D)A ．《中华人民共和国药品管理法》B ．《关于新药审批管理的若干补充规定》C ．《药品包装用材料容器管理办法（暂行）》D ．《药品生产质量管理办法》2 ．依据用途分，下列哪项不属于药用高分子材料（C)A ．在传统剂型中应用的高分子材料B ．控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料C ．前体制剂中应用的高分子材料D 包装用的材料四．简答题1 ．药用高分子材料学研究的任务是什么？答：( 1 ）高分子材料的一般知识，如命名、分类、化学结构；高分子的合成反应及化学反应（缩聚、加聚、共聚、聚合物的改性与老化）；高分子材料的化学特性和物理、力学性能。
2 ．药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有哪些？答：( 1 ）在药物制剂制备过程中有利于成品的加工( 2 ）加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。
药用天然高分子材料
用作片剂的稀释剂，硬胶囊或散剂 的填充剂。
干性粘合剂、助悬剂、崩解剂、助 流剂、食品添加剂
医学ppt
11
4.2.2 微晶纤维素
由细纤维所制得的α-纤维素，用25mol盐 酸在105℃煮沸15min，去无定形部分，过滤， 用水洗及氨水洗，余下的结晶部分，经剧烈搅 拌分散，喷雾干燥形成粉末。
压缩成型作用 具有 粘合作用
Ts = Toe-KsN
Ts加增塑剂的软化温度 To纯聚合物软化温度
N为增塑剂的摩尔分数
Ks软化点下降系数
医学ppt
21
4.3.7 生物粘附性 纤维素衍生物可用作生物或粘膜粘着剂。
4.3.8 热致凝胶化和昙点 P100
4.3.9 液晶的形成
医学ppt
22
4.4药用纤维素衍生物各论
4.4.1 纤维素酯类
医学ppt
23
(二)纤维醋法酯 (CAP) 部分乙酰化的纤维素的酞酸酯，含乙酰基
17.0% - 26.0%，含酞酰基(C8H5O3)30.0% 36.0%，含游离的酞酸不得超过0.6%。 CAP作为肠溶包衣材料。
(三)醋酸纤维素丁酸酯(CAB) 制法与醋酸纤维素相似，其中部分乙酰基
为丁酰基所代替。CAB可作为三醋酸纤维素的 代用品。工业上用作心电图纸的表面涂料。
CH2OH
OH
OH
OH
CH2OH OH
OH
OH
D-吡喃半乳糖
OH
OH
主要用作食品的增稠剂，但也用于药物、化妆品、纺织
工业以及制造粘合剂和墨水。
医学ppt
27
4.5.2 明胶(gelatin)
是胶原温和断裂的产物，是天然多肽的聚合物。
酸法明胶 gelatin A 原料浸渍于PH1-3的酸液1-2天 碱法明胶 gelatin B 原料浸泡在15-20℃的氢氧化钙中1-3个月
天然药用高分子材料及其衍生物
显色 原理： 淀粉和糊精分子都具有螺旋结构，每6个葡萄糖基组成的 螺旋内径与（I2.I -)直径大小匹配，当与碘试液作用时， （I2.I-)进入螺旋通道，形成有色包结物. 螺旋结构长，包结的（I2.I-)多，颜色加深 直链－兰色 支链－紫红 加热－螺旋圈伸展成线性－颜色褪去 冷却－螺旋结构恢复－颜色重现
纤维素是杆物细胞壁的主要成分，构成杆物组织的基础。
纤维素都是由Ｄ－葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分子，而且都是以－１，４－葡萄糖苷键的形式连结起来的。 分子式：(C6H10O5)n n=10000
-1,4-苷键
纤维素的成键特征
纤维素的结构
~0.02%
~37%
~63%
半缩醛羟基（苷羟基）
是广泛应用的崩解剂，系淀粉的羧甲基醚，水性羧甲基的存在，使淀粉分子内及分子间氢键减弱．结晶性减小，轻微的交联结构降低了它的水溶性，从而在水中易分散并具溶胀性．吸水后体积可增加300倍。目前国内外均有商品出售。
2 羟乙基淀粉
（1 ）用作冷冻时血红细胞的保护剂
01
防止红细胞冷冻和溶解过程溶血；
02
体内支链淀粉羟乙基化后，抵抗淀粉酶；
硬脂酸镁（<0.5%)润滑剂－软化效应
02
α－淀粉－全部预胶化－只做黏合剂
03
预胶化淀粉
04
Γ淀粉
05
淀粉加水高压改性
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糊精
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片剂胶囊剂-稀释剂
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片剂－黏合剂－释放性能差，干扰主药含量测定
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口服液体制剂或混悬剂－增稠剂
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二 淀粉衍生物
羧甲基淀粉钠
A
羟乙基淀粉
B
交联淀粉
C
1 羧甲基淀粉钠
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甲壳素及其衍生物则为天然甲壳素及甲壳素改性物。
纤维素衍生物在医药工业和其他工业方面的应用较为广泛。
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按照加工和制备方法，将天然高分子经过化学改性得到的羧 甲基淀粉、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基 纤维素、丁酸醋酸纤维素等称为天然高分子衍生物，或称为半 合成高分子；
淀粉分子量分布的不均匀性，以及同种淀粉不同样品间分散度 的差异性，是自然形成的，无法控制，与合成有机高分子不一 样。
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根据偏振光测定淀粉颗粒发生的现象来看，淀粉粒内部构造 与球晶体相似，它是由许多环层构成的，层内的针形微晶体(又 称微晶囊)排列成放射状，每一个微晶束，则是由长短不同的直 链淀粉分子或支链淀粉的分枝互相平行排列，并由氢键联系起 来，形成大致有规则的束状体。
将黄原胶以及聚谷氨酸等生物发酵或酶催化合成的生物高分子 也归为天然高分子类。
因此，药用天然高分子材料包括：天然高分子材料、生物发酵 或酶催化合成的高分子材料和天然高分子衍高分子材料的特点
天然药用高分子及其衍生物结构和性能各异。绝大多数天然 药用高分子材料及其衍生物具有无毒、应用安全、性能稳定、 成膜性好、与生物的相容性好和价格低廉等优点和特点，是药 物制剂加工时选用的一类重要辅料。
作为药用辅料，天然药用高分子及其衍生物不仅用于传统的药 物剂型中，而且可用于缓控释制剂、纳米药物制剂和靶向给药 系统等新型现代剂型和给(输)药系统。
以药用淀粉纳米载体为例，淀粉有良好的生物相容性；可生物 降解，降解速率可调节；无毒、无免疫原性；材料来源广，成 本低；与药物之间无相互影响。淀粉在水中可膨胀而具有凝胶 的特性，这也有利于其应用于人体。当淀粉制备成小于1000 nm的纳米粒时，静脉注射可被人体的网状内皮系统(肝、脾)迅 速消除，因此具有被动靶向的优良特性，可用作治疗细菌感染 及溶酶体疾病，目前也多用于大分子多肽蛋白类药物的载体。
蛋白质类天然药用高分子，主要是用动物原料制取的一类聚L氨基酸化合物，明胶以及白蛋白等属于此类。 其他类则是无特定组成单元的天然药用高分子的统称。
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依据原料的来源，天然药用高分子材料还又可分为淀粉及其衍 生物，纤维素及其衍生物和甲壳素及其衍生物等。
淀粉及其衍生物是指天然淀粉和由淀粉改性制取的产物(淀粉 衍生物)。
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天然药用高分子材料已用作药物制剂的各种辅料。不同药物 剂型和制剂对天然药用高分子材料的要求不尽相同，随着现代 制剂工业的发展，药物新剂型、新制剂的不断出现，原始的天 然药用高分子的性质已不适应制剂的许多应用范围。因此，有 必要根据其结构及性质进行物理、化学或生物的改(变)性加工 处理，使其能符合药用和制剂工业生产的特殊需要和应用要求。 在改(变)性加工处理过程中，天然药用高分子通过物理结构破 坏、分子切断、重排、氧化或在分子中引入取代基，形成了性 质发生变化、加强或具有新的性质的天然药用高分子衍生物。
有研究表明，各种淀粉的重均分子量由大到小依次为：马铃薯> 木薯>甘薯>葛根>竹芋>藕粉>豌豆>绿豆>眉豆>荸荠>红豆> 玉米>小麦淀粉；
研究结果还表明，淀粉分子量分布不均匀，分散度多介于5～ 10之间，有相当数量在10～15之间，个别的分散度高达19.84及 15.14，样品分散度由大到小的排列为：块茎淀粉>谷类淀粉>豆 类淀粉≈块根淀粉；其次，同一品种的淀粉，不同产地的样品， 其分散度差别很大。
第四章 天然药用高分子材料
第一节 概 述
一、天然药用高分子材料的定义
天然药用高分子材料是指自然界存在的可供药物制剂作辅料 的高分子化合物，它们有淀粉、纤维素、阿拉伯胶、甲壳素、 海藻酸、透明质酸、明胶以及白蛋白(如人血清白蛋白、玉米蛋 白、鸡蛋白等)等。
植物、动物和藻类是提取、分离和加工天然药用高分子材料的生 物材料。近年来，人类回归自然的心理以及人类生存的环境变化， 促使了人类对天然物的利用，天然药用高分子材料亦在其中。
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第二节 淀粉及其衍生物
一、淀粉 1．淀粉的结构与性质
(1)结构
淀粉是由一薄层蛋白包着的颗粒状存在于植物中的，颗粒内除 含有75％-80％的支链淀粉(amylopectin)外，还含有20％-25％的 直链淀粉(amylose)。
支链淀粉称糖淀粉，直链淀粉又称胶淀粉。二者的结构单元均 为D-吡喃型葡萄糖基。
直链淀粉是葡萄糖基之间以α-1,4-苷键连接的线性多聚物。直 链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约 有6个葡萄糖单元。
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直链淀粉化学结构式
直链淀粉的分子构象(右手螺旋结构)
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支链淀粉是一种高度分枝的大分子，各葡萄糖基单位之间以 α-1,4-苷键连接构成它的主链，在主链分枝处又通过α-1,6-苷键 形成支链，分枝点的α-1,6-糖苷键占总糖苷键的4％～5％。支 链淀粉的分子量较大，根据淀粉来源及分支程度的不同，平均 相对分子质量范围在1000万～2亿，相当于聚合度为5万～100 万。一般认为每隔15个单元，就有一个α-1,6-苷键接出的分支。 支链淀粉分子的形状犹如树枝状，小分支较多，估计至少在50 个以上。
支链淀粉链型构象示意
1-葡萄糖单位；2-麦芽糖单位；3-异麦芽糖单位
4-α-1,6-糖苷键；. 5-α-1,4-糖苷键苷键
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支链淀粉的化学结构
淀粉的分子量及分子量分布主要与其来源有关，谷物淀粉的低 分子量部分含量较高，超过40%，其次为豆类、薯类淀粉则小于 30%。
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从玉米、木薯、马铃薯、绿豆、豌豆、荸荠、芭蕉芋等淀粉样 品的分子量测定中发现，同一品种淀粉的重均分子量基本相同。
例如，淀粉的改性产物羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯等；纤维素 的改性产物微晶纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基 纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤 维素等。
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二、天然药用高分子材料的分类
天然药用高分子材料按照其化学组成和结构单元可以分为多糖 类、蛋白质类和其他类。
多糖类天然药用高分子是糖基间通过苷键连接而成的一类高分 子聚合体。其在医药工业和食品工业应用最多的首推淀粉、纤维 素、阿拉伯胶，其次是海藻酸、甲壳素、果胶等。