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1、第三章 表面活性剂3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 表面活性剂的分类表面活性剂的分类3.3 3.3 表面活性剂的性质表面活性剂的性质3.4 3.4 表面活性剂的应用表面活性剂的应用3.1 概述l任何液体都有表面张力，使液体表面张任何液体都有表面张力，使液体表面张力力降低降低的性质称的性质称表面活性表面活性。l表面活性剂表面活性剂：使液体表面张力使液体表面张力显著下降显著下降的物质。的物质。同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、同时还具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等性质。杀菌、消泡、起泡等性质。3.1 概述l表面活性剂的结构特征：表面活性剂的结构特征：两亲性分子：极性亲水基、非极
2、性疏水基两亲性分子：极性亲水基、非极性疏水基非极性基团：非极性基团：8个碳的链烃，个碳的链烃，或含杂环和芳环的碳链或含杂环和芳环的碳链极性基团：羧酸或磺酸及盐，极性基团：羧酸或磺酸及盐，硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯硫酸酯及可溶性盐，磷酸酯 氨基或胺基及盐氨基或胺基及盐 l表面活性剂的在溶液中的正吸附表面活性剂的在溶液中的正吸附因分子具极性基团和非极性基团的两亲性，因分子具极性基团和非极性基团的两亲性，表面活性剂溶解于水，在水表面活性剂溶解于水，在水空气界面定向排空气界面定向排列，亲水基向水而亲油基向空气。列，亲水基向水而亲油基向空气。浓度较稀时，表面活性剂几乎集中在表面浓度较稀时，表面活性剂几乎集
3、中在表面形成单分子层，并将溶液的表面张力降低到纯形成单分子层，并将溶液的表面张力降低到纯水的表面引力以下。水的表面引力以下。表面活性剂在溶液中的正吸附表面活性剂在溶液中的正吸附 3.2 表面活性剂的分类l根据来源：天然、合成l根据解离的过程，可分为：l阴离子表面活性剂l阳离子表面活性剂l两性离子表面活性剂l非离子表面活性剂天然表面活性剂天然表面活性剂 来源动植物，亲水高分子，降低界面张力的来源动植物，亲水高分子，降低界面张力的能力不强，形成高分子膜使乳剂稳定。能力不强，形成高分子膜使乳剂稳定。具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等性能。具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡等性能。毒性小，稳定性好可用于
4、静脉注射剂。毒性小，稳定性好可用于静脉注射剂。用作用作O/W乳化乳化 剂，需加防腐剂。剂，需加防腐剂。天然表面活性剂天然表面活性剂：a.阿拉伯胶：阿拉伯胶：l糖苷酸和阿拉伯酸的钾、钙、镁盐，糖苷酸和阿拉伯酸的钾、钙、镁盐，l阿拉伯酸为支链型多糖，含一个羧基。阿拉伯酸为支链型多糖，含一个羧基。l阿阿拉拉伯伯胶胶在在油油/水水界界面面形形成成粘粘弹弹性性的的高高分分子子层层膜膜；羧羧基基电电离离，界界面面膜膜带带负负电电；机机械械和和电电的的阻力，有效防止乳滴合并。阻力，有效防止乳滴合并。天然表面活性剂天然表面活性剂：b.大豆磷脂和卵磷脂大豆磷脂和卵磷脂l大豆磷脂：大豆磷脂：大豆油中分离，以卵磷脂
5、为主；大豆油中分离，以卵磷脂为主；亲水基：磷酸根、胆碱；亲油基：烃链；亲水基：磷酸根、胆碱；亲油基：烃链；精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。精制豆磷脂可用于制备供静脉用的亚微乳。l卵磷脂：卵磷脂：玉米、花生、蛋类制得，可人工合成；玉米、花生、蛋类制得，可人工合成；对油脂乳化能力很强，可制成乳滴小、稳定性对油脂乳化能力很强，可制成乳滴小、稳定性高的高的O/W型亚微乳。型亚微乳。一一.离子表面活性剂类离子表面活性剂类 1.阴离子型阴离子型：肥皂类：肥皂类：高级脂肪酸的盐高级脂肪酸的盐(RCOO-)nMn+脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见，脂肪酸以硬脂酸、油酸、月桂酸常见，Mn+为碱金属、碱土金
6、属，为碱金属、碱土金属，一般仅用于外用制剂。一般仅用于外用制剂。1.阴离子型阴离子型硫酸化物：硫酸化物：ROSO3-M+硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂。硫酸化油：如硫酸化蓖麻油，去污剂、润湿剂。高高级级脂脂肪肪醇醇硫硫酸酸酯酯类类：十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠、十十六六烷烷基基硫硫酸酸钠钠、十十八八烷烷基基硫硫酸酸钠钠。易易与与高高分分子子阳离子药物作用，对粘膜有一定刺激。阳离子药物作用，对粘膜有一定刺激。主主要要用用作作外外用用软软膏膏的的乳乳化化剂剂，也也可可作作固固体体制制剂剂的润湿剂或增溶剂。的润湿剂或增溶剂。1.阴离子型阴离子型磺酸化物磺酸化物：RSO3-M+脂肪族磺酸化物
7、、烷基芳基磺酸化物，脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物，l起作用的是阳离子，亦称阳性皂。1.1.结构：结构：含有一个五价氮原子。2.2.特点：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。3.3.应用：应用：杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。4.4.常用药物：常用药物：苯扎氯铵(洁尔灭)；苯扎溴铵(新洁尔灭)（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂l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。l常用品种常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。l最大优点：最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。l性质：性质：
8、碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。（三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂l在水溶液中不解离。1.结构组成：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)；酯键、醚健 2.性质：性质：毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，pH值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。二、非离子表面活性剂二、非离子表面活性剂（一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯 l主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。l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，H
9、LB34，表面活性弱。l应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。常用品种常用品种（二）多元醇型（二）多元醇型 1.1.蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯 简称蔗糖酯，是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。l根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。l性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸，HLB513，表面活性弱。l应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。常用品种常用品种2.2.脂肪酸山梨坦：脂肪酸山梨坦：司盘类司盘类Spans l即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸Spans(混合物)l根据脂肪酸品种数量不同分为：l应用：HLB1.83.
10、8，因其亲油性较强，一般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂。（二）多元醇型（二）多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油（二）多元醇型（二）多元醇型Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸单月桂单棕榈单硬脂三硬脂单油三油3.聚山梨酯聚山梨酯(polysorbate)：吐温：吐温Tweens 即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷Tweens(亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。脂肪酸品种和数量不同分为：应用：亲水性大大增加，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂
11、和润湿剂。1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯：聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类卖泽类Myrj Myrj l系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。l通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH l因n不同，产品常用的有：Myri-45 -49 -51 -52 -53 l应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型2.2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚 l系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。l通式:RO(CH2O CH2)nH l产品有:1）苄泽类）苄泽类(Brij)，如Brij-30 和-
12、35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，n为10-20时作油/水乳化剂。2）西土马哥）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3）平平加）平平加O(Perogol O)为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。4）埃莫尔弗）埃莫尔弗(Emlphor)为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型l即泊洛沙姆泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克(Pluronic)。l通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH l性质：为淡黄色液体或固体；分子量100014000；HBL0.530；随聚氧丙
13、烯比例增加，则亲油性增强；随聚氧乙烯比例增加，则亲水性增强；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。l特点：对皮肤无刺激和过敏性，对粘膜刺激性很大，毒性中较小，Poloxamer118 可作为o/w型乳化剂，是目前用于静脉乳剂少数合成的乳化剂之一，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（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物 3.3 3.3 表面活性剂的性质表面活性剂的性质 一、理化性质一、理化性质 二、生物学性质二、生物学性质l胶束形成胶束形成 正吸附达饱和后增加浓度，分子转入溶液，正吸附达饱和后增加浓度，分子转入溶液，因亲油
14、基的存在，水分子对表面活性剂分子的因亲油基的存在，水分子对表面活性剂分子的 排斥力排斥力吸引力，表面活性剂分子依靠范德华吸引力，表面活性剂分子依靠范德华力聚集，形成亲油基向内亲水基向外的胶束。力聚集，形成亲油基向内亲水基向外的胶束。临界胶束浓度（临界胶束浓度（CMCCMC）表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。表面活性剂分子形成胶束的最低浓度。此时，溶液的表面张力达最低值。此时，溶液的表面张力达最低值。不同的表面活性剂，每个胶束中分子缔合不同的表面活性剂，每个胶束中分子缔合数不同。非离子表面活性剂的缔合数较大。数不同。非离子表面活性剂的缔合数较大。l胶束的结构胶束的结构l球形：球形：碳氢链无序缠绕
15、形成疏水内核，与碳氢链无序缠绕形成疏水内核，与亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层，亲水基相邻的次甲基整齐排列形成栅状层，亲水基分布在球状胶束表面发生一定程度亲水基分布在球状胶束表面发生一定程度的水合作用。对离子型表面活性剂，其反的水合作用。对离子型表面活性剂，其反离子吸附在胶束表面。离子吸附在胶束表面。l棒形：棒形：表面活性剂浓度继续增加的结果，表面活性剂浓度继续增加的结果，具有一定柔顺性。具有一定柔顺性。l六角束状六角束状：浓度再增加。：浓度再增加。l层状层状：浓度再大，呈液晶状。：浓度再大，呈液晶状。l亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLBHLB）表面活性剂分子中亲水和亲油基对油或表面活
16、性剂分子中亲水和亲油基对油或水的综合亲和力。水的综合亲和力。lHLBHLB值限定为值限定为0-400-40。l非离子表面活性剂非离子表面活性剂HLBHLB值范围值范围0-200-20。l全由疏水碳氢石蜡分子的全由疏水碳氢石蜡分子的HLBHLB值为值为0 0。l全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的全由亲水氧乙烯链组成的聚氧乙烯的HLBHLB值为值为2020。l既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂既具碳氢链又具氧乙烯链的表面活性剂的的HLBHLB为为0-200-20。l亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLBHLB）HLBHLB值与表面活性剂的应用有关。值与表面活性剂的应用有关。l3-63-6，亲油性较好
17、，亲油性较好，作作W/OW/O型乳化剂。型乳化剂。l7-97-9，作为，作为润湿剂润湿剂l8-188-18，亲水性较好，亲水性较好，作作O/WO/W型乳化剂型乳化剂。l13-1813-18，可作可作增溶剂增溶剂。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值具有值具有加和性加和性。简单的二组分活性剂体系的简单的二组分活性剂体系的HLBHLB值可计算：值可计算：(离子表面活性剂离子表面活性剂不适用不适用)例题1l计算45%司盘60（HLB=4.7）和55%吐温60（HLB）组成的混合表面活性剂的HLB值？表面活性剂的增溶作用表面活性剂的增溶作用l表面活性剂表面活性剂通过通过胶束胶束可增加难溶
18、性药物溶解度可增加难溶性药物溶解度l水水不不溶溶性性或或微微溶溶性性物物质质在在胶胶束束溶溶液液中中溶溶解解度度显显著增加，形成透明胶体溶液。著增加，形成透明胶体溶液。l起起增增溶溶作作用用的的表表面面活活性性剂剂叫叫增增溶溶剂剂，被被增增溶溶的的物质叫物质叫增溶质增溶质。l増増溶溶剂剂的的最最适适HLB HLB 13-1813-18。常常用用的的有有：聚聚山山梨梨酯类，聚氧乙烯脂肪醇醚类酯类，聚氧乙烯脂肪醇醚类l在在CMCCMC以上，随表面活性剂浓度增加，胶束数以上，随表面活性剂浓度增加，胶束数量增加，增溶量增加。量增加，增溶量增加。l每每1 1g g增溶剂增溶药物的克数称增溶剂增溶药物的克
19、数称增溶量增溶量。l表面活性剂用量固定，增溶达平衡后，继续加表面活性剂用量固定，增溶达平衡后，继续加入增溶质，体系将转变为热力学不稳定体系。入增溶质，体系将转变为热力学不稳定体系。CMCCMC越小，缔合数越大，越小，缔合数越大，MACMAC就越高。就越高。u影响表面活性剂的溶解度影响表面活性剂的溶解度u影响增溶质溶解影响增溶质溶解u影响胶束的形成影响胶束的形成首页首页上一页上一页下一页下一页温度对增溶的影响温度对增溶的影响影响表面活性剂的溶解度影响表面活性剂的溶解度离子表面活性剂离子表面活性剂，当温度升至某一温度，当温度升至某一温度，溶解度急剧升高，该温度称溶解度急剧升高，该温度称Krafft
20、点，相对应点，相对应的溶解度为该离子表面活性剂的的溶解度为该离子表面活性剂的CMCCMC。Krafft点越高，表面活性剂胶束浓度越小。点越高，表面活性剂胶束浓度越小。Krafft点点是表面活性剂应用温度的下限。是表面活性剂应用温度的下限。聚氧乙烯型非离子表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升至温度升至一定，溶液发生混浊，该温度称一定，溶液发生混浊，该温度称浊点或昙点浊点或昙点。原因为聚氧乙烯链与水的氢键随温度升高断裂原因为聚氧乙烯链与水的氢键随温度升高断裂表面活性剂的生物学性质1.对吸收的影响 虽然表面活性剂可提高药物的溶解度和溶出度，但并不总是增进药物的吸收，也可能降低药物的吸收。2.
21、表面活性剂的毒性表面活性剂的毒性 毒性：阳离子毒性：阳离子阴离子阴离子非离子非离子 阳离子、阴离子表面活性剂具有较强的溶阳离子、阴离子表面活性剂具有较强的溶血作用。非离子表面活性剂溶血较弱。血作用。非离子表面活性剂溶血较弱。首页首页上一页上一页下一页下一页3.3.刺激性刺激性 长期或高浓度使用可出现皮肤或粘长期或高浓度使用可出现皮肤或粘膜损害。膜损害。4.4.表面活性剂的生物学讲解表面活性剂的生物学讲解首页首页上一页上一页下一页下一页表面活性剂的生物学性质一、增溶剂一、增溶剂二、乳化剂二、乳化剂三、润湿剂三、润湿剂四、起泡与消泡剂四、起泡与消泡剂五、去污剂五、去污剂六、消毒与杀菌剂六、消毒与杀
22、菌剂首页首页上一页上一页下一页下一页3.4 表面活性剂的应用表面活性剂的应用l增溶剂的性质增溶剂的性质l增溶质的性质增溶质的性质l温度的影响温度的影响l増溶剂的用量及加入方法増溶剂的用量及加入方法影响增溶作用的因素影响增溶作用的因素二、乳化剂lHLB值值8-16：O/W型乳化剂型乳化剂lHLB值值3-8：W/O型乳化剂型乳化剂l乳化剂的选择除了以乳化剂的选择除了以HLB值为依据外，值为依据外，主要通过实验筛选，得到理化性质适宜、主要通过实验筛选，得到理化性质适宜、稳定性好的乳化剂。稳定性好的乳化剂。三、润湿剂lHLB值为值为 7-9l疏水性固体粉末不易被润湿疏水性固体粉末不易被润湿 表面活性剂
23、定向吸附于表面活性剂定向吸附于固固-液液界面，界面，排除表面吸附的空气，降低固液界面张力，排除表面吸附的空气，降低固液界面张力，固体被润湿而均匀分散。固体被润湿而均匀分散。四、起泡和消泡四、起泡和消泡其它应用其它应用HLB值较高的表面活性剂溶液，剧烈搅拌或蒸发浓缩时产生泡沫，液体的表面张力降低而使产生的泡沫稳定，称为“起泡剂”。HLB值为1-3的亲油性较强的表面活性剂，可与泡沫液层争夺液膜，使泡沫破坏，称“消泡剂”。首页首页上一页上一页下一页下一页课堂练习l1.表面活性剂能使液体的表面张力（）A、增加 B、显著增加 C、降低 D、显著降低 E、不变l2.以下表面活性剂中属于两性离子型表面活性剂
24、的是（）A、月桂醇硫酸钠 B、司盘20 C、十二烷基苯磺酸钠 D、苯扎溴铵 E、卵磷脂课堂练习l3、具有杀菌作用的表面活性剂是（）A、月桂醇硫酸钠 B、苯扎溴铵 C、卵磷脂 D、吐温80 E、司盘80l4、可用作O/W型乳化剂的HLB值为（）A、HLB1-3 B、HLB3-8 C、HLB7-9 D、HLB8-18 E、HLB15-18课堂练习l5、具有起昙现象的表面活性剂是（）A、卵磷脂 B、肥皂 C、吐温80 D、司盘80 E、月桂醇硫酸钠l6、属于阴离子型的表面活性剂是（）A、吐温80 B、月桂醇硫酸钠 C、乳化剂OP D、普流罗尼克F-68 E、司盘80课堂练习l7、以下表面活性剂毒性最强的是（）A、吐温80 B、肥皂 C、司盘20 D、平平加O E、氯苄烷铵l8、临床上主要用于皮肤、黏膜、手术器械的消毒的表面活性剂是：()A、有机胺皂 B、苯扎溴铵 C、聚山梨酯80 D、普朗尼克