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1、第三章第三章 表面活性剂表面活性剂内内 容容 提提 要要表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料。是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料。本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如本章重点讨论表面活性剂的
2、基本性质（如CMC值、值、HLB值、值、Krafft点与昙点等）与测定方法点与昙点等）与测定方法等等。第一节第一节 概述概述一、表面活性剂的概念一、表面活性剂的概念表面活性剂表面活性剂(surfactant)是指那些具有很是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。下降的物质。表面张力：使液体表面分子向内收缩至表面张力：使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。最小面积的这种力。表面活性剂分子表面活性剂分子二、表面活性剂的结构特点二、表面活性剂的结构特点 非极性烃链非极性烃链 极性基团极性基团非极性烃链：非极性烃链：8个碳原子以上个碳原子以上烃
3、链烃链 极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为正吸附。正吸附。正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形力很显著，
4、则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。成正吸附。三、表面活性剂的吸附性三、表面活性剂的吸附性1.1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂溶液与固体接触时，表面活表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变。固体表面性质发生改变。对于极性固体物质在表面活性剂浓度较对于极性固体物质在表面活性剂浓度较低时形成单层吸附，当其达到临界胶束低时形成单层吸附，当其达到临界胶束浓度时，转为双层吸附。对于非极性固浓度时，转为双层吸附。对于非极性固体，一般只发生单分子层吸附。体，一般只发生单分子层吸附。
5、三、表面活性剂的吸附性三、表面活性剂的吸附性2.2.表面活性剂在固体表面的吸附表面活性剂在固体表面的吸附第二节第二节 表面活性剂的分类表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性根据分子组成特点和极性基团的解离性质：质：离子表面活性剂离子表面活性剂非离子表面活性剂非离子表面活性剂高分子表面活性剂和低分子表面活性剂高分子表面活性剂和低分子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂一、离子表面活性剂一、离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。起表面活性作用的部分是阴离子。1、高级脂肪酸盐：、高级脂肪酸盐：通式：通式：(R
6、COO)n-Mn+脂肪酸盐脂肪酸盐 分类：一价金属皂分类：一价金属皂(钾、钠皂钾、钠皂)；二价或多价；二价或多价皂皂(铅、钙、铝皂铅、钙、铝皂)；有机胺皂；有机胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂)性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。价盐破坏，电解质使之盐析。应用：具有一定的刺激性，只供外用。应用：具有一定的刺激性，只供外用。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂2、硫酸化物：、硫酸化物：通式：通式：ROSO3-M+分类：硫酸化油分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红硫酸化蓖麻油称土耳其红油油)；高级脂肪醇硫酸脂；高级脂肪醇硫酸脂(十二
7、烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠)。性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，润湿剂；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。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，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。片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂3、磺酸化物：、磺酸化物：通式：通式：RSO3-M+分类：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂分类：脂肪族磺酸
8、化物，如二辛玻珀酸脂磺的钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基磺的钠；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；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。胆酸盐，如牛磺胆酸钠。性质：水溶性性质：水溶性,耐酸、钙、镁盐性比硫酸化耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差物差,不易水解。不易水解。应用：应用：用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。（一）阴离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂起作用的是阳离子，亦称阳性皂。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。含有一个
9、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。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、粘膜手术器械杀菌；防腐；皮肤、粘膜手术器械的消毒。的消毒。4.4.常用药物：常用药物：苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)；苯扎苯扎溴铵溴铵(新洁尔灭新洁尔灭)（二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂分子结构上同时具有正负电荷基团的表分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的面活性剂，随介质的pH可成阳或阴离子可成阳或阴离子型。型。常用品种：常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱卵磷脂、氨基酸
10、型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。型两性离子型表面活性剂。最大优点：最大优点：适用于任何适用于任何PH溶液，在等电溶液，在等电点时也无沉淀。点时也无沉淀。性质：性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，起碱性水溶液中呈阴离子性质，起泡性良好、去污力亦强；泡性良好、去污力亦强；酸性水溶液中酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力很强，毒性小。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在水溶液中不解离。在水溶液中不解离。1.结构组成：结构组成：亲水基团亲水基团(甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇)；亲油基团亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链
11、脂肪醇、烷基或芳基)；酯键、醚健酯键、醚健 2.性质：性质：毒性，溶血作用较小，化学上不毒性，溶血作用较小，化学上不解离，不易受电解质，解离，不易受电解质，pH值的影响；能值的影响；能与大多数药物配伍，应用广泛（外用、与大多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、注射）。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 主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。酯。性质：不溶于水，在水、热、酸、碱及性质：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，酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，HLB34，表面活性弱。，表面活性
12、弱。应用：主要用作应用：主要用作W/O型辅助乳化剂。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，简称蔗糖酯，是蔗糖和脂是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物。肪酸反应生成的一大类化合物。根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。三酯及多酯。性质：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和性质：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油；在酸、碱及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸，和脂肪酸，HLB513，表面活性弱。，表面活性弱。应用：主要用作应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂
13、。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 即脱水山梨醇脂肪酸酯即脱水山梨醇脂肪酸酯 是山梨糖醇及其是山梨糖醇及其单酐和二酐单酐和二酐+各种脂肪酸各种脂肪酸Spans(混合物混合物)根据脂肪酸品种数量不同分为：根据脂肪酸品种数量不同分为：应用：应用：HLB1.83.8，因其亲油性较强，一，因其亲油性较强，一般用作水般用作水/油乳剂的乳化剂。用于搽剂，软油乳剂的乳化剂。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脂肪酸脂肪酸单月桂单月桂单棕榈单棕榈
14、单硬脂单硬脂三硬脂三硬脂单油单油三油三油（二）多元醇型（二）多元醇型Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸脂肪酸单月桂单月桂单棕榈单棕榈单硬脂单硬脂三硬脂三硬脂单油单油三油三油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即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯 脱水山梨醇脂肪酸酯脱水山梨醇脂肪酸酯+环氧乙烷环氧乙烷Tweens(亲水亲水性化合物性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合。因也有一次和二次脱水，故为混合物。物。脂肪酸品种和数量不同分为：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，应用：亲水性大大增加
15、，为水溶性表面活性剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类Myrj Myrj 系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。通式：通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH 因因n不同，产品常用的有：不同，产品常用的有：Myri-45 -49 -51 -52 -53 应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和油增溶剂和油/水型乳化剂。水型乳化剂。常用的有常用的有polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯聚氧乙烯40硬脂酸酯
16、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 系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。通式通式:RO(CH2O CH2)nH 产品有产品有:1）苄泽类）苄泽类(Brij)，如，如Brij-30 和和-35分别为不同分子量的聚乙分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物，二醇与月桂醇的缩合物，n为为10-20时作油时作油/水乳化剂水乳化剂。2）西土马哥）西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。为聚乙二醇与十六醇的缩合物。3）平平加）平平加O(Perogol O)为为15单位氧乙烯与油醇的缩合物。单位氧乙烯与油
17、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。个单位以上的氧乙烯与油醇缩合而成。Emlphor易溶于水易溶于水和醇及多种有机溶剂，和醇及多种有机溶剂，HLB1218，具有较强亲水性，乳，具有较强亲水性，乳化能力强，作增溶剂和油化能力强，作增溶剂和油/水型乳化剂。水型乳化剂。如如Cremophore EL为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯单位为为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯单位为3540，HLB1214。（三）聚氧乙烯型（三）聚氧乙烯型即即泊洛沙姆泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克，商
18、品名普朗尼克(Pluronic)。通式：通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH 性质：为淡黄色液体或固体；分子量性质：为淡黄色液体或固体；分子量100014000；HBL0.530；随聚氧丙烯比例增加，则亲油性；随聚氧丙烯比例增加，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。能，但增溶能力较弱。特点：对皮肤无刺激和过敏性，特点：对皮肤无刺激和过敏性，对粘膜刺激性对粘膜刺激性很大，毒性中较小，很大，毒性中较小，Polox
19、amer118(pluronic68)可作为可作为o/w型乳化剂，型乳化剂，是目前用于静脉乳剂少数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。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第三节第三节 表面活性剂的基本性质表面活性剂的基本性质（一）临界胶束浓度（一）临界胶束浓度胶束（胶束（micelles)：当溶液内表面活性剂分子：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，其疏水部分相互吸引，缔数目不断增加时，其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分
20、向着水，几十个或更多合在一起，亲水部分向着水，几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。临界胶束浓度（临界胶束浓度（critical micell concentration,CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。低浓度。一、表面活性剂胶束一、表面活性剂胶束（二）胶束的结构（二）胶束的结构 CMC时，溶液表面张力基本达到最低值，时，溶液表面张力基本达到最低值，而且溶液的多种物理性质如摩尔电导、粘而且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度、渗透压、密度、光散射等多种物理性
21、质发生急剧变化。利用这些性质与表面活质发生急剧变化。利用这些性质与表面活性剂浓度之间的关系，可推测出表面活性性剂浓度之间的关系，可推测出表面活性剂的临界胶束浓度。剂的临界胶束浓度。温度、浓度、电解质、温度、浓度、电解质、pH值等因素对测定值等因素对测定结果也会产生影响。结果也会产生影响。（三）临界胶束浓度的测定（三）临界胶束浓度的测定 由由于于表表面面活活性性剂剂的的物物理理性性质质在在临临界界胶胶束束浓浓度度附附近近的的较较小小范范围围内内会会发发生生突突变变，所所以以利利用用此此特特性性，可可测测定定CMC值值。测测定定方方法有多种，下面只介绍二种常用的方法。法有多种，下面只介绍二种常用的
22、方法。1.表表面面张张力力法法 表表面面活活性性剂剂水水溶溶液液的的表表面面张张力力开开始始时时随随溶溶液液浓浓度度增增大大而而急急剧剧下下降降，当当达达到到CMC值值后后，这这种种下下降降则则变变得得缓缓慢慢或或不不再再下下降降。因因此此，以以表表面面张张力力对对浓浓度度的的对对数数作作图图，曲曲线线的的转转折折点点即即为为CMC值值，如图所示。如图所示。庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系 此此法法简简便便，最最常常用用；可可同同时时作作吸吸附附等等温温线线；对对表表面面活活性性大大或或小小的的表表面面活活性性剂剂，其其测测定定的的灵灵敏敏度
23、度相相近近，而而其其它它一一些些方方法法（如如电电导导法法、渗渗透透压压法法、折折射射法法等等）的的灵灵敏敏度度则则随随CMC值值的的增增大大而而下下降降；不不受受无无机机盐盐的的干干扰扰；对对离离子子型型和和非非离离子子型型表表面活性剂都适用。面活性剂都适用。当当有有少少量量极极性性有有机机物物杂杂质质（高高表表面面活活性性的的醇醇、胺胺、酸酸等等）存存在在时时，曲曲线线往往往往在在CMC值值附附近近转转折折不不明明显显，并并出出现现最最低低点点，因此不易测准因此不易测准CMC值。值。2.电导法电导法 以表面活性剂溶液的摩以表面活性剂溶液的摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作尔电导率对浓度或浓度
24、的平方根作图，准确性以后者为最好，因为浓图，准确性以后者为最好，因为浓度低时是直线，度低时是直线，CMC值时摩尔电导值时摩尔电导率随浓度的平方根变化很大。曲线率随浓度的平方根变化很大。曲线的转折点即为的转折点即为CMC值，如图所示。值，如图所示。十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系碳氢链的长度碳氢链的长度碳氢链的分支碳氢链的分支极性基团的位置极性基团的位置疏水链性质的影响疏水链性质的影响亲水基团的种类亲水基团的种类表面活性剂的种类表面活性剂的种类温度温度（四）影响临界胶束浓度的因素（四）影响临界胶束浓度的因素二、亲水亲油平衡值二、亲水亲油平衡值（一）（一
25、）HLBHLB值的概念值的概念亲水亲油平衡值亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性剂分子中亲水系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。值。数值范围：数值范围：HLB 040，其中非离子表面活，其中非离子表面活性剂性剂HLB 020，即石蜡为，即石蜡为0，聚氧乙烯为，聚氧乙烯为20。特性与应用：特性与应用：亲油性表面活性剂的亲油性表面活性剂的HLB低，亲水性表面活性低，亲水性表面活性剂的剂的HLB高；高；亲油性或亲
26、水性很大的表面活性剂易溶于油或亲油性或亲水性很大的表面活性剂易溶于油或易溶于水；易溶于水；HLB值在值在36的表面活性剂适合作的表面活性剂适合作W/O型乳化型乳化剂；剂；HLB值在值在818的表面活性剂适合作的表面活性剂适合作O/W型乳化型乳化剂；剂；HLB值在值在1318的表面活性剂适合作增溶剂；的表面活性剂适合作增溶剂；HLB值在值在79的表面活性剂适合作润湿剂。的表面活性剂适合作润湿剂。亲水亲油平衡值（亲水亲油平衡值（HLB)HLB)(1)对非离子型表面活性，对非离子型表面活性，可能过经验式求得可能过经验式求得:非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLB具有加和性。具有加和性。HLBab
27、=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(2)理论计算法：如果理论计算法：如果HLB值是由表面活性剂分值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团子中各种结构基团贡献的总和，则每个基团对对HLB值的贡献可用数值表示，此数值称为值的贡献可用数值表示，此数值称为HLB基团数基团数(group number)。HLB=(亲水基团亲水基团HLB)+(亲油基团亲油基团HLB)+7（二）（二）HLBHLB值计算值计算三、表面活性剂的增溶作用三、表面活性剂的增溶作用（一）胶束的形成（一）胶束的形成表面活性剂在水溶液中达到表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些后，一些水不溶性或微溶性物质在
28、胶束溶液中的溶水不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为种作用称为增溶增溶(solubilization)。一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等一些挥发油、脂溶性维生素、甾体激素等许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶许多难溶性药物常借此增溶，形成澄明溶液及提高浓度。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胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡体系。平衡体系。在在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加，以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量增加，增溶量也相应增加。胶束数量增加，增溶量也相应增加。当表面活性
29、剂用量为当表面活性剂用量为1g时增溶药物达到饱和时增溶药物达到饱和的浓度即为最大增溶浓度的浓度即为最大增溶浓度(maximum additive concentration,MAC)。表面活性剂表面活性剂CMC及缔合数不同，增溶及缔合数不同，增溶MAC就不同。就不同。CMC越低、缔合数越大，越低、缔合数越大，MAC就就越高。越高。影响胶束的形成影响胶束的形成影响增溶质的溶解影响增溶质的溶解影响表面活性剂的溶解度影响表面活性剂的溶解度三、表面活性剂的增溶作用三、表面活性剂的增溶作用（二）温度对增溶的影响（二）温度对增溶的影响对于离子表面活性剂，温度上升主要是增加增溶质对于离子表面活性剂，温度上升
30、主要是增加增溶质在胶束中的溶解度以及增加表面活性剂的溶解度。在胶束中的溶解度以及增加表面活性剂的溶解度。1.krafft点点当温度升高至某一温度时，离子表面活性当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧升高，剂在水中的溶解度急剧升高，该温度称为该温度称为krafft点，点，相对应的溶解度即为该离子表相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界胶束浓度面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。krafft点是离子表面活性剂的特征值，点是离子表面活性剂的特征值，krafft点越高，则点越高，则CMC越小。越小。krafft点亦是离子表面活性剂应用温度的点亦是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有高
31、于下限，即只有高于krafft点，表面活性剂才点，表面活性剂才能更大地发挥作用。能更大地发挥作用。2.起起昙与与昙点点对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，高可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，当温度上升到一定程度时，聚氧乙烯链可当温度上升到一定程度时，聚氧乙烯链可发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧下降增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧下降和析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，和析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温度称为昙点此时温度称为昙点(或浊
32、点）。或浊点）。在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越越低；在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。长则浊点越高。四四 表面活性剂的生物学性质表面活性剂的生物学性质表面活性剂的存在可能增加药物吸收，也可能降表面活性剂的存在可能增加药物吸收，也可能降低药物的吸收。低药物的吸收。若药物系被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩若药物系被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或胶束本身迅速与胃肠粘膜融合，则可增加吸散或胶束本身迅速与胃肠粘膜融合，则可增加吸收；收；溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透性，从而改溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透
33、性，从而改善吸收；善吸收；形成高粘度团块，降低胃空速率，增加药物吸收；形成高粘度团块，降低胃空速率，增加药物吸收；浓度的亦有重要影响，浓度的亦有重要影响，一、对药物吸收的影响一、对药物吸收的影响1.表面活性表面活性剂剂毒性大小：毒性大小：一般是阳离子型一般是阳离子型阴离子型阴离子型非离子型非离子型2.口服口服给药给药呈慢性毒性：大小呈慢性毒性：大小顺顺序也是阳序也是阳阴阴非，非离子型表面活性非，非离子型表面活性剂剂口服相口服相对对没没有毒性。有毒性。3.静脉静脉给药给药与口服比与口服比较较具有具有较较大的毒性。大的毒性。4.阴、阳离子表面活性阴、阳离子表面活性剂剂不不仅仅毒性毒性较较大，大，而
34、且有溶血作用。非离子型表面活性而且有溶血作用。非离子型表面活性剂剂也有溶血作用，但一般也有溶血作用，但一般较较小。小。二、表面活性剂的毒性二、表面活性剂的毒性各类表面活性剂以外用制剂的形式长期各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用或高浓度使用时可能出现皮肤或粘应用或高浓度使用时可能出现皮肤或粘膜损害。但膜损害。但仍以非离子型的仍以非离子型的对对皮肤，皮肤，粘粘膜的刺激性膜的刺激性为为最小。最小。三、表面活性剂的刺激性三、表面活性剂的刺激性生物降解是指含碳有机化合物在微生物作生物降解是指含碳有机化合物在微生物作用下用下转转化化为为可供可供细细胞代胞代谢谢使用的碳源，分使用的碳源，分解成二氧化碳和
35、水的解成二氧化碳和水的现现象。象。提倡提倡环环保，一般要求在法定保，一般要求在法定试验时间试验时间（19天）内，初生生物降解天）内，初生生物降解应应达到达到80%以上，以上，否否则则禁止使用。禁止使用。四、表面活性剂的生物降解四、表面活性剂的生物降解第四节第四节 表面活性剂的应用表面活性剂的应用（一）增溶剂（一）增溶剂1.1.增溶相图增溶相图 增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系，三元体系的最佳比例常通的三元体系，三元体系的最佳比例常通过实验制作三元相图来确定。过实验制作三元相图来确定。制作三元相图：按一组比例取增溶剂和制作三元相图：按一组比例取增溶剂
36、和增溶质混匀，分别滴加蒸馏水，计算各增溶质混匀，分别滴加蒸馏水，计算各混浊点处三组分的重量或体积百分数，混浊点处三组分的重量或体积百分数，并绘入三角坐标图中。并绘入三角坐标图中。（二）影响增容作用的因素（二）影响增容作用的因素1.1.增溶剂的性质增溶剂的性质2.2.增溶质的性质增溶质的性质3.3.温度温度解离性药物的增溶解离性药物的增溶当解离药物与带有相反电荷的表面活性剂当解离药物与带有相反电荷的表面活性剂混合时，在不同配比下可能出现增溶、形混合时，在不同配比下可能出现增溶、形成可溶性复合物和不溶性复合物等复杂情成可溶性复合物和不溶性复合物等复杂情况。况。解离药物与非离子表面活性剂的配伍很少解
37、离药物与非离子表面活性剂的配伍很少形成不溶性复合物，但形成不溶性复合物，但pH值可明显影响药值可明显影响药物的增溶量。对于弱酸性药物而言，在偏物的增溶量。对于弱酸性药物而言，在偏酸性环境中有较大程度的增溶；对于弱碱酸性环境中有较大程度的增溶；对于弱碱性药物，则在偏碱性条件下有更多的增溶；性药物，则在偏碱性条件下有更多的增溶；作为两性离子则在等电点时有最大增溶量。作为两性离子则在等电点时有最大增溶量。多组分增溶质的增溶多组分增溶质的增溶制剂中有多组分存在时，对主药的增溶效制剂中有多组分存在时，对主药的增溶效果取决于各组分与表面活性剂的相互作用。果取决于各组分与表面活性剂的相互作用。多种组分与主药
38、竞多种组分与主药竞争同一增溶位置争同一增溶位置某一组分吸附或结某一组分吸附或结合表面活性剂分子合表面活性剂分子增溶量减少增溶量减少某些组分也可某些组分也可扩大胶束体积扩大胶束体积主药的增溶量增加主药的增溶量增加抑菌剂的增溶抑菌剂的增溶抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液抑菌剂或其他抗菌药物在表面活性剂溶液中易被增溶而降低活性，需增加用量才能中易被增溶而降低活性，需增加用量才能达到原来相同的抑菌效果。达到原来相同的抑菌效果。表面活性剂溶液的化学稳定性表面活性剂溶液的化学稳定性药物增溶后的稳定性可能与胶束表面性质、药物增溶后的稳定性可能与胶束表面性质、结构和胶束缔合体的反应性、药物本身的结构和胶束
39、缔合体的反应性、药物本身的降解途径、环境的降解途径、环境的pHpH值、离子强度等多种值、离子强度等多种因素有关。因素有关。增溶剂加入的顺序增溶剂加入的顺序在实际增溶时，增溶剂的增溶能力可因组在实际增溶时，增溶剂的增溶能力可因组分的加入顺序不同出现差别。分的加入顺序不同出现差别。通常将增溶质与增溶剂先行混合要比增溶通常将增溶质与增溶剂先行混合要比增溶剂与水混合的效果好。如果在使用中无需剂与水混合的效果好。如果在使用中无需稀释，则用二元相图选择配比较好。稀释，则用二元相图选择配比较好。在增溶药物时，达到增溶平衡时往往需要在增溶药物时，达到增溶平衡时往往需要较长的时间。较长的时间。（三）表面活性剂的
40、复配（三）表面活性剂的复配表面活性剂相互间或与其他化合物的配表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为合使用称为复配复配。适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等适当的复配体系在增溶、乳化、起泡等性能方面优于单一表面活性剂体系，不性能方面优于单一表面活性剂体系，不适当的配伍将破坏表面活性作用。适当的配伍将破坏表面活性作用。1.与中性无机盐的配伍与中性无机盐的配伍在离子表面活性剂溶液中加入可溶性的中性无机盐，在离子表面活性剂溶液中加入可溶性的中性无机盐，则反离子会产生一定的影响：反离子结合率越高和则反离子会产生一定的影响：反离子结合率越高和浓度越高，表面活性剂浓度越高，表面活性剂CMC降低就越显著，
41、从而降低就越显著，从而增加了胶束数量，增加烃核总体积，增加了烃类增增加了胶束数量，增加烃核总体积，增加了烃类增溶质的增溶量。溶质的增溶量。由于无机盐使胶束栅状层分子间的电斥力减少，分由于无机盐使胶束栅状层分子间的电斥力减少，分子排列更紧密，减少了极性增溶质的有效增溶空间，子排列更紧密，减少了极性增溶质的有效增溶空间，故对极性药物的增溶量降低。故对极性药物的增溶量降低。无机盐对离子表面活性剂的影响较小，但在高浓度无机盐对离子表面活性剂的影响较小，但在高浓度时（时（0.1mol/L）可破坏表面活性剂聚氧乙烯等亲）可破坏表面活性剂聚氧乙烯等亲水基与水分子的结合，使浊点降低。水基与水分子的结合，使浊点
42、降低。脂肪醇与表面活性剂分子形成混合胶束，烃脂肪醇与表面活性剂分子形成混合胶束，烃核的体积增大，对碳氢化合物的增溶量增加，核的体积增大，对碳氢化合物的增溶量增加，一般以碳原子在一般以碳原子在12以下的脂肪醇有较好效果。以下的脂肪醇有较好效果。一些多元醇（如果糖、木糖、山梨醇等）也一些多元醇（如果糖、木糖、山梨醇等）也有类似效果。有类似效果。一些短链醇不仅不能与表面活性剂形成混合一些短链醇不仅不能与表面活性剂形成混合胶束，还可能破坏胶束的形成，如胶束，还可能破坏胶束的形成，如C1C6的的醇等。醇等。极性有机物（如尿素、极性有机物（如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性剂的
43、临界胶束浓度。醇等均升高表面活性剂的临界胶束浓度。2.有机添加剂有机添加剂水溶性高分子吸附表面活性剂，减少溶水溶性高分子吸附表面活性剂，减少溶液中游离表面活性剂分子数量，临界胶液中游离表面活性剂分子数量，临界胶束浓度升高；束浓度升高；水溶性高分子与表面活性剂形成不溶性水溶性高分子与表面活性剂形成不溶性复合物；复合物；但在含有高分子的溶液中，一旦有胶束但在含有高分子的溶液中，一旦有胶束形成，其增溶效果却显著增加。形成，其增溶效果却显著增加。3.水溶性高分子水溶性高分子1.1.同系物混合体系同系物混合体系二个同系物等量混合体系的表面活性介二个同系物等量混合体系的表面活性介于两者之间而更趋于活性较高
44、（即碳链于两者之间而更趋于活性较高（即碳链更长）的同系物，对更长）的同系物，对CMC较小组分有根较小组分有根大的影响。大的影响。混合体系的混合体系的CMC与各组分摩尔分数不呈与各组分摩尔分数不呈线性关系，也不等于简单加和平均值。线性关系，也不等于简单加和平均值。4.表面活性剂混合体系表面活性剂混合体系2.2.非离子型表面活性剂与离子型表面活性非离子型表面活性剂与离子型表面活性剂混合体系剂混合体系两者更容易形成混合胶束，两者更容易形成混合胶束，CMC介于两介于两种表面活性剂种表面活性剂CMC之间或低于其中任一之间或低于其中任一表面活性剂的表面活性剂的CMC。对于阴离子型表面活性剂与聚氧乙烯型对于
45、阴离子型表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合体系，当聚氧乙非离子表面活性剂混合体系，当聚氧乙烯数增加时，可能发生更强的协同作用，烯数增加时，可能发生更强的协同作用，但电解质可使协同作用减弱。但电解质可使协同作用减弱。3.3.阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合体系剂混合体系表面活性剂混合物的增效程度与两者混合比例有表面活性剂混合物的增效程度与两者混合比例有关及碳氢链长度有关，碳氢链长度越接近以及碳关及碳氢链长度有关，碳氢链长度越接近以及碳氢链越长，增溶作用也越强。氢链越长，增溶作用也越强。带有相反电荷的离子型表面活性剂的适当配伍可带有相反电荷的离
46、子型表面活性剂的适当配伍可形成具有很高表面活性的分子复合物，对润湿、形成具有很高表面活性的分子复合物，对润湿、增溶、起泡、杀菌等均有增效作用。增溶、起泡、杀菌等均有增效作用。如混合比例不当、混合方法不适，可导致溶解度如混合比例不当、混合方法不适，可导致溶解度很小的离子化合物从溶液中沉淀。很小的离子化合物从溶液中沉淀。（四）表面活性剂的其他应用（四）表面活性剂的其他应用表面活性剂除了增溶外，还常用做乳化剂、表面活性剂除了增溶外，还常用做乳化剂、润湿剂和助悬剂、起泡剂和消泡剂、去污润湿剂和助悬剂、起泡剂和消泡剂、去污剂、消毒剂或杀菌剂等。剂、消毒剂或杀菌剂等。1.1.起泡剂和消泡剂起泡剂和消泡剂 起泡剂通常具有较强的起泡剂通常具有较强的亲水性和较高的亲水性和较高的HLB值。在产生稳定泡沫值。在产生稳定泡沫的情况下，加入一些的情况下，加入一些HLB值为值为13的亲油的亲油性较强的表面活性剂，可使泡沫破坏。性较强的表面活性剂，可使泡沫破坏。2.2.去污剂去污剂 HLB值一般在值一般在1316。3.3.消毒剂和杀菌剂消毒剂和杀菌剂 大多数阳离子表面活性大多数阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂都可用作消毒剂，剂和两性离子表面活性剂都可用作消毒剂，少数阴离子表面活性剂也有类似作用。少数阴离子表面活性剂也有类似作用。