2 表面活性剂

四、常用表面活性剂
4、非离子型表面活性剂
亲水基：多元醇酚羟基；聚氧乙烯基 亲油基：长链脂肪醇/酸、烷基、芳基 酯键/醚键
共同特点： 化学性质稳定，毒性小、刺激性小。 表面活性强，增溶作用、乳化作用强。 能与大多数药物配伍，是药物制剂中应用最多的表面活性剂。
四、常用表面活性剂
4、非离子型表面活性剂
二、表面活性剂的结构特征
• 双亲性结构 ——既亲油又亲水
亲油基（疏水基）：非极性基团。 亲水基：极性基团
三、表面活性剂的分类
根据极性基团的解离情况可分为离子型和非离子型，在水 溶液中溶解时，能解离生成离子的叫离子型表面活性剂，不能 解离生成离子的叫非离子型表面活性剂。 离子型表面活性剂又根据在其溶液中的带电性分为阴离子 型、阳离子型和两性离子型表面活性剂。
（1）脂肪酸山梨坦类 司盘（Span）
失水环合后与脂肪 酸结合成酯
根据反应的脂肪酸不同有不同产品，如span20、span40、 Span60、Span65、Span80、Span85。 特点：不溶于水、亲油性强，HLB值1.8~8.6。 用途：W/O型乳化剂；O/W型辅助乳化剂
四、常用表面活性剂
表面分子与体相内部分子所处的状态不同。 例如在液相（水）与气相中： 内部分子：受到周围水分子的作用力是对称的； 表面分子：液相分子对它作用力远大于稀疏气体对它作用力； 因此，所受的力是不对称的。其合力指向液体内部，产生指向 液体并垂直于表面的力。
气相
↙ ↘ ↓ ↑ ↖ ↗ ← → ↙ ↘ ↓
↙ ↘ ↓
v 增溶作用 v 乳化作用 v 润湿作用 v 洗涤作用 v 起泡、消泡作用 v 分散、絮凝作用 v 其他：助悬作用、消毒杀菌作用、抗静电作用……
六、表面活性剂的应用
1、增溶作用
室温下苯在水中溶解度为 0.07%，100g水只能溶解0.07g苯， 但在100g10%油酸钠水溶液中能溶解约7g。为什么呢？ 一些水不溶性或微溶性药物在表面活性剂的胶束溶液中溶解 度显著增大，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶作用，此表 面活性剂称增溶剂。 最适HLB值：13~18。 增溶作用的基础是胶束，形成的胶束越多增溶量越大。故： 表面活性剂的增溶作用只有"C≥CMC"时才能显现出来。
五、表面活性剂性质
1、胶束化
临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。
C < CMC 分子在溶液 表面定向排列， 表面张力迅速 降低。
C ＝ CMC
C > CMC
溶液表面定向排 溶液中的分子的憎水基 列已经饱和，表面张 相互吸引，分子自发聚集， 力达到最小值，开始 形成球状、层状胶束，将 形成小胶束。 憎水基埋在胶束内部。
第二章 表面活性剂
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂我们的生活才能如 此美好。若没有表面活性剂，这两样东西都不会有。这真 是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有人为没有冰淇 淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表面活性剂，人也没有了。
——英国著名界面化学家Ckint
本章内容
• 概述 • 表面活性剂结构特征 • 表面活性剂分类 • 常用表面活性剂 • 表面活性剂性质 • 表面活性剂应用
5、生物学性质
对药物吸收的影响：可能增进药物，也可能降低药物的吸收。
如Tween80明显促进螺内酯的口服吸收
毒性：阳离子型>阴离子型>非离子型 溶血作用：阴离子型>阳离子型>非离子型
聚氧乙烯烷基醚>聚氧乙烯烷基芳醚>聚氧乙烯脂肪酸脂>吐温 类 吐温20>吐温60>吐温40>吐温80
六、表面活性剂的应用
一、概述
1、表面与表面张力
当任意两相接触时, 两相之间决非是一个没有厚度的纯几何 面,而是一个具有相当厚度的过渡区, 这一过渡区通常称之为界
面。
气相人眼往往看不到，所以常把由气相组成的界面称为表面。 常见的界面有： 气-液界面 气-固界面 液-液界面 液-固界面 固-固界面
表面与表面张力
表面与表面张力
3、润湿作用
表面活性剂可降低疏水性固体药物与润湿液体之间的界面 张力，使液体能够粘附在固体表面，改善其润湿作用。具有该 作用的表面活性剂称为润湿剂。 最适HLB值：7~9
4、起泡/消泡作用
本章小结：
• 掌握表面活性剂的概念；表面活性剂性质。 • 熟悉表面活性剂的结构特征；分类；常用表面活性剂。
作 业：
阳离子型 离子型 表面活性剂 非离子型 阴离子型 两性离子型
四、常用表面活性剂
1、阴离子型表面活性剂
——解离后活性部分为阴离子的表面活性剂。 （1）肥皂类（高级脂肪酸盐） （RCOO-）nMn+
脂肪酸烃链一般在C11~C18，常见的有硬脂酸、月桂酸、油酸等； 金属离子有碱金属、碱土金属、有机铵离子等。
阴、阳离子型表面活性剂的HLB值为1~40； 非离子表面活性剂的HLB值为1~20。 HLB值越大亲水性越强，越小亲油性越强。
可以根据表面活性剂分子的结构分解来计算得到理论值。
v非离子型：
l聚氧乙烯型
亲水基质量 HLB 100 5 亲水基质量 亲油基质量
l多元醇脂肪酸酯 l皂化值不易得到的
4、非离子型表面活性剂
（2）聚山梨酯类 吐温（Tween）
根据反应的脂肪酸不同有不同产品，如Tween20、Tween40、 Tween60、Tween65、Tween80、Tween85。 特点：亲水性，易溶于水和醇，HLB值8~16。 用途：增溶剂、润湿剂、分散剂；O/W型乳化剂
四、常用表面活性剂
四、常用表面活性剂
2、阳离子型表面活性剂
——解离后活性部分为阳离子的表面活性剂。亦称阳性皂。 分子结构中都含有N原子：伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐、季铵盐
阳离子型共同特点： 杀菌、消毒、防腐。 毒性较大，表面活性较弱。
四、常用表面活性剂
3、两性离子型表面活性剂
——同时含有正负离子基团，在酸性溶液中表现阳离子杀 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 菌作用；在碱性溶液表现阴离子起泡去污作用。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ （1）天然两性离子表面活性剂 卵磷脂 （2）合成两性离子表面活性剂
一、名词解释 1、表面活性剂；2、CMC; 3、昙点；4、Krafft点；5、增溶作用 二、简答 表面活性剂分成哪几类？各举2例。 三、计算 计算45%司盘60（HLB=4.7）和55%吐温60（HLB=14.9） 组成的混合表面活性剂的HLB值。
在CMC附近，表面活性剂溶 液的许多性质都会出现转折，如 表面张力、电导率、去污能力等。 可以利用测定表面张力，电 导率等方法达到测定临界胶束浓 度目的。
五、表面活性剂性质
1、胶束化
五、表面活性剂性质
2、亲水-亲油平衡值（HLB值）
——表示和反映表面活性剂亲水或亲油能力的大小 完全由疏水基碳氢链组成的石蜡HLB=0、完全由亲水基氧乙 烯基组成聚氧乙烯HLB=20；十二烷基硫酸钠的HLB值为40作为 标准，得：
4、非离子型表面活性剂
（3）聚氧乙烯脂肪酸酯 卖泽（Myrij）
根据聚乙二醇部分分子量和脂肪酸品种不同有不同品种，如： 聚氧乙烯40硬脂酸酯（卖泽52）。 亲水性强，常用作增溶剂；O/W型乳化剂 （4）聚氧乙烯脂肪醇醚 苄泽30、35、56、58、98；西土马哥；乳化剂OP；平平加O； 等。 亲水性强，常用作增溶剂；O/W型乳化剂
四、常用表面活性剂
4、非离子型表面活性剂
（5）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆） （Pluronic） 普朗尼克
根据共聚物比例不同，分子量可达到1000~14000，故称高 分子表面活性剂，而且根据亲水基和亲油基的比例不同可得到 一大类化合物，聚氧乙烯比例增加，亲水性增强；聚氧丙烯比 例增加亲油性增强。（P161表5-4） 广泛用作增溶剂、乳化剂、稳定剂、分散剂、混悬剂等。 性能优越。
阴离子型共同特点：
一价皂 二价皂 ROSO M （2）硫酸化物
起泡，去污，乳化。 3- +
三乙醇胺皂
一定的刺激性，主用于外用制剂。 硫酸化油类：如硫酸化蓖麻油（土耳其红油） 高级脂肪醇硫酸酯类：如月桂醇硫酸钠（SLS，十二烷基硫酸钠）
（3）磺酸化物 RSO3-M+
二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）；十二烷基苯磺硫酸钠
8.6 30% 16.7 70% 30% 70% 14.27
Байду номын сангаас
五、表面活性剂性质
3、起昙与昙点
——大多数聚氧乙烯型非离子表面活性剂的特征。
~~~~~~
当温度上升到某一值时，，溶液由澄明变混浊（聚氧乙烯基与 水间的氢键断裂，溶解度急剧下降），冷后恢复澄明（氢键重新生成）， 这种现象称为“起昙”或“起浊”。 1%的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂溶液加热时由澄明变浑浊 时的温度称为“昙点”。 如Tween类都有起浊现象，但并不是所有含聚氧乙烯醚型 非离子表面活性剂均有起昙现象，如泊洛沙姆108、188。
S HLB 20(1 ) A
HLB EP 5
v离子型： HLB 亲水基团 HLB 亲油基团 HLB 7
五、表面活性剂性质
2、亲水-亲油平衡值（HLB值）
按表面活性剂在实际中的不同用途，选择合适的HLB值。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
六、表面活性剂的应用
2、乳化作用
油水互不相溶。为什么可以制成乳剂呢？
在油水混合液中，加入表面活性剂定向排列在油水界面，降 低界面张力，并在分散相液滴周围形成一层保护膜，防止分散相 聚结合并，此过程称为乳化，该表面活性剂称为乳化剂。 最适HLB值：W/O型：3~8 O/W型：8~16
六、表面活性剂的应用
液相
表面与表面张力
（ a）
（ b）
表面与表面张力
结论：表面分子不稳定，它有 向液体内部迁移的趋势，即有缩小 表面积的趋势。这个力即表面张力。 ex:水珠、汞滴 表面张力：沿着与表面相切 的方向，垂直作用于液体表面上 任一单位长度的表面紧缩力。
一、概述
2、表面活性与表面活性剂
在一定条件下，任何纯液体都具有一定的表面张力。当溶剂 中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，在等 温条件下，用溶液的表面张力对浓度作图，得到表面张力等温线。 物质 性 活 表面 非 ， 性 活 面 A：表面张力随溶液浓度增大缓慢增大。 无表 B：表面张力随溶液浓度增大逐渐降低。 质 性物 活 面 ，表 C：表面张力随溶液浓度增大急剧下降。 性 活 面 具有表 表面活性剂（surfactant）：具有很强的表 面活性，在较低浓度能够显著降低表面张力 的物质。
增溶剂
消泡剂 W/O乳化剂
润湿剂 O/W乳化剂
五、表面活性剂性质
2、亲水-亲油平衡值（HLB值）
非离子型表面活性剂混合使用时HLB值具有加和性。
HLBa Wa HLBb Wb HLBc Wc HLB混 Wa Wb Wc
例：计算30%司盘20（HLB=8.6）和70%吐温20（HLB=16.7） 组成的混合表面活性剂的HLB值。 解： HLB HLBa Wa HLBb Wb HLBc Wc Wa Wb Wc
五、表面活性剂性质
1、胶束化
当表面活性剂溶于水时，亲水基进入水中，疏水基则离开水 伸向空气，结果表面活动剂在界面上发生相对聚集，这种现象叫 做“吸附”。由于吸附，溶液的表面张力降低。
五、表面活性剂性质
1、胶束化
当吸附达到一定程度后，吸附量不再增加，趋于恒定，此值 称为饱和吸附量。此时，再增加表面活性剂，表面活性剂则以 “胶束” 的形式存在。此时，表面活性剂在水溶液中的性质发生 质变。
五、表面活性剂性质
4、Krafft点
——离子型、部分非离子表面活性剂的溶解特征。 1%的表面活性剂溶液加热时 由浑浊变澄明时的温度称为 “Krafft点”。相对应的溶解 度即为该表面活性剂的CMC。 • Krafft点越低表明低温溶解性好。 • Krafft点是离子型表面活性剂应 用的温度下限。
五、表面活性剂性质