【文档说明】药剂学-10表面活性剂课件.ppt，共(74)页，180.000 KB，由小橙橙上传

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第十章表面活性剂（surfaceactiveagents）第一节概述一、表面活性剂▪一定条件下任何纯液体均具有表面张力，如水的表面张力为72.75mN·m-1。▪使液体表面张力降低的性质称表面活性。▪具有很强表面活性、能显著降低液

体表面张力的物质称表面活性剂(SAA)。▪具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等应用性质。二、表面活性剂的结构特征非极性烃链+极性基团8个C原子以上离子基团亲水基团羧酸（盐）、磺酸（盐）、硫酸酯（盐）、磷酸酯基、氨（胺）基及盐、羟基、酰胺基、醚键

、羧酸酯基等三、表面活性剂的吸附性（一）SAA在溶液中的正吸附▪表面活性剂在溶液表面层聚集的现象。▪当水中SAA浓度很低时，SAA分子在水—空气界面产生定向排列，亲水基朝向水，亲油基朝向空气，完全集中在表面形成单分子层，表面层浓度远高于溶液中

浓度，使溶液表面张力降低到纯水的表面张力以下，产生润湿、乳化、起泡等作用。（二）SAA在固体表面的吸附▪低浓度离子SAA、极性固体物质SAA浓度吸附量疏水链亲水链▪离子SAA临界胶束浓度、极性固体物质亲水链疏水链亲水链温度升高吸附减少▪离子SAA、非极性固体物质亲水链

疏水链SAA吸附量固体表面对非离子SAA的吸附同前，但温度升高吸附量增加，由单层向多层吸附转变。第二节表面活性剂的分类▪离子SAA、非离子SAA▪阳离子SAA、阴离子SAA、两性SAA▪高分子SAA：降低表面张力、增溶力、渗透力等较低分子SAA弱，乳化力强，常作保护胶体

。如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等。一、离子表面活性剂（一）阴离子SAA1、高级脂肪酸盐（肥皂类）▪（R-COO-)nMn+▪R：C11～C17间，硬脂酸、油酸、月桂酸▪M：碱金属皂（一价皂）、碱土金属

皂（二价皂）、有机胺皂（三乙醇胺皂）▪乳化性能好，易被酸破坏，电解质使之盐析，一般只用于外用制剂。2、硫酸化物▪硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类▪R·O·SO3-M+，C12～C18间▪硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润湿剂，可用于挥发油或不溶

性杀菌剂的增溶。▪高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，月桂醇硫酸钠，SLS）、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）。乳化性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于

外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶剂。3、磺酸化物▪脂肪族磺酸化物：R·SO3-M+▪烷基芳基磺酸化物：R·C6H5SO3-M+▪水溶性及耐酸、钙、镁盐性较硫酸化物差，但在酸性水溶液中不易水解。▪二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠（常用的洗涤剂）。▪甘胆酸钠

、牛磺胆酸钠等用于胃肠道脂肪乳化剂与单硬脂酸甘油酯的增溶剂。（二）阳离子SAA▪阳离子是主要作用部位，主要是五价N原子，即季铵化合物▪水溶性大，在酸、碱溶液中较稳定▪表面活性作用及杀菌作用好▪常用苯扎氯铵、苯扎溴铵（三）两性离子SAA▪分子结构中具有正、负

电荷基团，在不同pH值介质中表现出阳离子或阴离子SAA的性质。▪卵磷脂：豆磷脂、蛋磷脂。甘油磷脂（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），糖脂、中性脂、胆固醇、神经鞘脂等。▪氨基酸型和甜菜碱型：阴离子部分为羧酸盐，阳离子部分为季铵盐（甜菜碱型）、为胺盐（氨基酸型）。1

、卵磷脂▪来源和制备过程不同，卵磷脂中各组分的比例不同，影响其性能。▪磷脂酰胆碱含量高：O/W型乳化剂▪肌醇磷脂含量高：W/O型乳化剂▪对热十分敏感，酸、碱、酯酶作用下易水解，不溶于水，易溶于氯仿、乙醚、石油醚等▪制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料CH2-O-OCR1CH-

O-OCR2CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3CH3CH3O卵磷脂结构2、氨基酸型、甜菜碱型▪氨基酸型：R·+NH2·CH2CH2·COO-，在等电点时亲水性减弱，可能沉淀▪甜菜碱型：R·+N·（CH3

）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀▪两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强；▪两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌强而毒性小于阳离子SAA，1%TegoMH

G-甘氨酸盐（DodecinHCl）的消毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。二、非离子表面活性剂▪在水中不溶解，亲水基为甘油、聚二乙醇、山梨醇等多元醇构成，亲油基为长链脂肪酸或长链脂肪醇及烷基或芳基，以酯键或醚键与亲水基团结

合。▪用于外用制剂、口服制剂、注射剂，个别用于静脉注射剂。（一）脂肪酸甘油酯▪脂肪酸单甘油酯、脂肪酸二甘油酯▪根据其纯度外观有褐色、黄色或白色的油状、脂状或蜡状▪熔点30～600C，不溶于水▪在水、热、酸、碱、酶作用下水解成甘油和脂肪酸▪表面活性较

弱，HLB为3～4，用于W/O型辅助乳化剂。（二）多元醇型1、蔗糖脂肪酸酯（蔗糖酯）▪蔗糖+脂肪酸→蔗糖酯▪单酯、二酯、三酯、多酯，改变取代脂肪酸及酯化度，HLB值不同（5～13）▪白色或黄色粉末，脂肪酸酯含量增加，可呈蜡状、膏状、油状▪室温下稳定，高温

时分解或蔗糖焦化，酸、碱、酶作用下水解▪不溶于水、油，在水和甘油中加热形成凝胶。易溶于丙二醇、乙醇等▪作O/W型乳化剂、分散剂。2、脂肪酸山梨坦（司盘，span）▪山梨糖醇（单酐、二酐）+脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）OHOOHOHCH2OOCR脂肪酸根▪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▪司盘85三油酸山梨坦▪司盘为粘稠状、白色～黄色油状液体或蜡状固体▪不溶于水，易溶于乙醇，酸、碱、酶易水解▪HLB（1.8～3.8

），常用W/O型乳化剂▪O/W型（S20或S40+吐温）▪W/O（S60或S65+吐温）3、聚山梨酯（Polysorbate，Tween）▪Span+环氧乙烷→Tween▪与Span相对应，吐温20、80，聚山梨

酯40、60、65、85▪粘稠黄色液体，对热稳定，酸、碱、酶水解▪易溶于水、乙醇及多种有机溶剂，不溶于油。低浓度在水中形成胶束，增溶作用不受pH影响。▪增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂OH(C2H4O)xOO(C2H4O)zHO(C2H4O)yHCH2OOCRTween结构（三）聚氧乙烯型1、聚

氧乙烯脂肪酸酯（Myrij，卖泽）▪聚氧乙烯+长链脂肪酸缩合成酯▪R·COO·CH2（CH2OCH2）nCH2·OH▪水溶性较强，乳化能力强，O/W型乳化剂▪常用聚氧乙烯40硬脂酸酯2、聚氧乙烯脂肪醇醚（Brij，苄

泽）▪聚二乙醇+脂肪醇缩合成醚▪R·O·（CH2OCH2）nH▪B30、B35：不同分子量聚二乙醇+月桂酸▪西土马哥（Cetomacrogol）：+十六醇▪平平加O（PerogolO）：15单位氧乙烯+油醇▪埃莫尔弗（Emolphor

）：为聚氧乙烯蓖麻油化合物，20单位以上氧乙烯+油醇缩合，淡黄色油状液体或白色糊状物，易溶于水、醇及有机溶剂，HLB在12～18，亲水性较强，作增溶剂或O/W型乳化剂。（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物▪泊洛沙姆（Poloxamer），商品名“普郎尼克”（Pluronic）

▪HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)aH▪分子量1000～14000，HLB0.5～30▪分子量增加，液体→固体▪聚氧丙烯增加（亲油增强），聚氧乙烯增加（亲水增强）▪乳化、润湿、分散、起泡、消泡性

能优良，增溶能力较弱，188（F68）O/W型乳化剂，用于静脉乳剂极少合成乳化剂之一。制成的乳剂耐受热压灭菌或冷冻不影响其物理稳定性。PoloxamerPluronic平均分子量ab124L442090～23601220188F6876

80～95107928237F876840～88306437338F10812700～1040014144407F1279840～1460010156第三节表面活性剂的基本性质和应用一、表面活性剂胶束（一）临界胶束浓度（CMC）▪SAA分子缔合形成胶束的最低浓度称临界胶束浓度（cr

iticalmicellconcentration）。▪具有相同亲水基的同系列SAA，若亲油基团大，则CMC小。▪CMC时溶液的表面张力最小。▪在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量与SAA的总浓度呈正比。

▪当SAA的正吸附达饱和后继续加入SAA，其分子则转入溶液中，因亲油基团的存在使水分子与SAA分子间的斥力远大于引力，SAA分子依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内、亲水基团向外、在水中分散稳定、大小在胶

体粒子范围内的胶束（micelles）。▪一定温度、浓度范围内，胶束有一定的分子缔合数，不同SAA有差异。离子SAA的缔合数10～100，非离子SAA缔合数较大（月桂醇聚氧乙烯醚，250C缔合5000）（二）胶束的结构▪一定浓度范围内，胶束呈球形，C-H链无序缠绕构成

内核，具非极性液体性质，亲水基分布在胶束表面。SAA浓度增加（＞20%），球形胶束转变成缔合数更多的棒状、六角束状，甚至形成板状、层状。▪球形→层状，C-H链从紊乱→整齐，完成从液态→液晶态的转变，有明显的光学各向异向性质。▪高浓度SAA水溶液中如存在少量非极性溶剂则可能形成

反胶束（亲水基团向内）。（三）临界胶束浓度的测定▪SAA溶液浓度将达到CMC时，除表面张力外，溶液的许多物理性质（如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等）均发生急剧变化，此时浓度为CMC。▪测定SAA溶液这些物理性质的变化可推导出CMC，但应注意温度、浓度、电解质、pH等因素的影响。

二、亲水亲油平衡值（HLB）▪SAA分子中亲水基团和亲油基团对油或水的综合亲和力（hydrophine-lipophilebalance,HLB）。▪HLB范围：0～40▪非离子SAA的HLB：0～20，完全由疏水碳氢基团组成的石蜡

为0，完全由亲水性的氧乙烯组成的聚氧乙烯为20，有碳氢链和氧乙烯链组成的SAA介于之间。▪亲水性SAA的HLB值较高，而亲油性SAA的HLB值较低。▪亲油性、亲水性很大的SAA易溶于油或水，在溶液界面的正吸附较少，因此降低表面张力作用强。▪SAA的HLB值与其应用性质有关，不同的SAA其HL

B值不同（P265表10-5）1369121518亲水亲油大部分消泡剂W/O型乳化剂润湿剂、铺展剂O/W型乳化剂去污剂增溶剂▪非离子SAA的HLB值具有加和性。HLB=HLBa×Wa+HLBb×WbWa+WbHLB值的计算▪将SAA分子各基团数贡献的总和作为HLB值

，则HLB=∑(亲水基HLB数)-∑(亲油基HLB数)+7常用计算HLB值的基团数亲水基团基团数亲油基团基团数—SO4Na38.7—CH—0.475—SO3Na37.4—CH2—0.475—COOK21.1—CH3—0.475—COONa1

9.1=CH—0.476—N=9.4—CH2CH2CH2—O—0.15酯（失水山梨醇环）6.8—CH—CH2—O—0.15酯（自由）2.4—COOH2.1苯环1.662—OH（自由）1.9—CF2—0.870—O—1.3—CF3—0.870—OH（失水山梨醇环）0.5—（C

H2CH2O）—0.33—CH2—CH—O—0.15CH3CH3三、SAA的增溶作用（一）胶束增溶▪SAA在水溶液中达到CMC后，一些水不溶性或微溶性物质在水中的溶解度可显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为增溶（solubili

zation）。▪甲酚：水（2%），肥皂水（50%）▪胶束增溶体系属热力学稳定体系，也是热力学平衡体系。▪在CMC以上，增加SAA用量，胶束数量增加，增溶量随之增加。▪1g的SAA增溶药物达到饱和浓度时为最大增溶浓度（MAC，maximumadditivecon

centration）。继续增加溶质：液体（乳浊液），固体（沉淀）。▪SAA的CMC及缔合数不同，则MAC不同。CMC越低，缔合数越大，MAC越高。（二）温度对增溶的影响▪温度对增溶的影响表现在三方面：（1）影响胶束的形成（2）影响增溶质的溶解度（3）影响SAA的溶解度▪对离子型SAA，温度

升高，溶质在胶束中的溶解度及SAA的溶解度增加。1、Krafft点102040600.040.060.08温度（0C）Krafft点ⅠⅡⅢ▪Krafft点是离子SAA的特征值，是SAA应用温度的下限，即只有温度高于Krafft点时SAA才能最

大程度地发挥其作用。▪十二烷基硫酸钠：80C▪十二烷基磺酸钠：700C2、起昙和昙点▪聚氧乙烯型非离子SAA在温度升高时可导致聚氧乙烯链与水分子间的氢键断裂；在温度升高到一定程度时，聚氧乙烯链可发生强烈脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，SAA的溶解度急剧

下降和析出，溶液出现混浊。▪因加热聚氧乙烯型非离子SAA溶液而发生混浊的现象称起昙，此时的温度称浊点或昙点（cloudpoint）。▪聚氧乙烯链相同，C—H链越长，浊点越低；C—H链相同，聚氧乙烯链越

长，浊点越高；▪T20（900C）、T60（760C）、T80（930C）▪多数此类SAA的浊点在70～1000C▪多数聚氧乙烯类非离子SAA在常压下观察不到浊点（泊洛沙姆108、188）。四、表面活性剂的复配▪SAA相互间或

与其它化合物的配合使用可增加增溶能力并减少SAA的用量称为复配（如增溶应用中）。（1）中性无机盐（2）有机添加剂（3）水溶性高分子（4）SAA混合体系（一）与中性无机盐配伍▪在离子SAA溶液中加入可溶性中性盐，反离子结合率越高和浓度越高→CMC降低越显著→使胶束数量

增加→烃核总体积增加→烃类增溶质的增溶量增加。▪如果无机盐使胶束栅状层分子间电斥力减小→分子排列紧密→极性增溶质的有效增溶空间减小→极性物质的增溶量降低。▪溶液中存在多量Ca2+、Mg2+等多价反离子时，可降低阴离

子SAA的溶解度产生盐析现象。▪一般无机盐对非离子SAA的影响较小，在高浓度（＞0.1mol/L）时可破坏SAA聚氧乙烯等亲水基与水分子的结合，使浊点降低。▪不溶性无机盐（BaSO4）能吸附阴离子SAA使溶液中

浓度下降；皂土、白陶土、滑石粉等具负电荷固体可与阳离子SAA生成不溶性复合物。（2）有机添加剂▪脂肪醇与SAA形成混合胶束→烃核体积增大→C—H化合物的增溶量增大。▪＜C12的脂肪醇较好，多元醇（果糖、木糖、山梨醇等）有类似效果。▪C1～C6短链醇不能形成混合胶束，还可能破坏胶束的形成。▪极性有机

物（尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等）能升高CMC（竞争结合水），也是SAA的助溶剂，均影响胶束形成。（3）水溶性高分子▪水溶性高分子（明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚维酮等）能吸附SAA→游离分子减少→CMC升高。▪阳离子SAA与含羧基（羧甲基纤维素、阿拉伯胶、果胶酸、海藻酸）、磷酸

根（RNA、DNA）可生成不溶性复合物。▪高分子溶液中一旦有胶束形成，其增溶十分显著（两者疏水链结合使烃核增大或电效应）（4）表面活性剂混合体系①同系物混合体系②非离子SAA与离子SAA混合体系③阳离子SAA与阴离子SAA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于各自表面活性之间，趋于活性较高的组分（C—H链更长者），对CMC小的组分影响更大。▪混合体系的CMC与各组分摩尔分数不呈线性关系，也不等于加和平均值。非离子—离子混合体系▪易形成混合胶束，CMC介于二者之间或低于二者。▪阴离子SAA—聚氧乙烯型非离

子SAA体系：聚氧乙烯数增加→协同作用更强；加入电解质则减弱。▪疏水基相同的聚氧乙烯型非离子SAA与阴离子SAA的协同作用强于阳离子。阳离子—阴离子混合体系▪水溶液中带有相反电荷的离子SAA适宜配伍可形成具有很高表面

活性的分子复合物，对润湿、增溶、起泡、杀菌等有增效作用。▪两中离子SAA的C—H链相近或越长，增溶作用越强。▪混合比例、混合方法很重要。五、表面活性剂增溶作用的应用1、增溶相图▪增溶体系：溶剂+增溶剂+增溶

质▪如：薄荷油—吐温20—水050100薄荷油ⅠⅡⅢⅣ薄荷油（7.5%）：吐温20（42.5%）：水（50%）2、解离性药物的增溶▪与带相反电荷的SAA混合时可能出现增溶、形成可溶性复合物、不溶性复合物等。SAA的烃链（疏水链）越长，出现不溶性复合物的可能性越

大。▪与非离子SAA混合很少形成不溶性复合物，但pH影响明显：弱酸（弱碱）药物在酸（碱）性条件下增溶明显；两性离子在pI时增溶最大。3、多组分增溶质的增溶▪制剂中存在多组分时，对主药的增溶效果取决于各组分与SAA的相互作用。▪与主药竞争同一增溶位置、或某组分吸附S

AA、或与SAA结合→增溶量减小。▪扩大胶束体积→增溶量增大。4、抑菌剂的增溶▪抑菌剂或其它坑菌药在SAA溶液中往往被增溶而降低活性，需增加用量。▪在SAA溶液中溶解度越大，要求的抑菌浓度越高。5、SAA溶液的化学稳定性▪与胶束表面的性质、结构、胶束缔合体的反应性；药物本身的

降解途径；环境的pH值；离子强度等多种因素有关。▪酯类药物在碱性环境水解产生带负电荷的阴离子，阳离子SAA催化，阴离子SAA抑制。β-内酰胺类的酸水解被阳离子及非离子SAA抑制，被阴离子SAA催化。▪聚氧乙烯类非离子SAA在聚氧乙烯基发生部分水解或自氧化，生成的过氧化

物将促进药物氧化降解。6、增溶剂加入的顺序▪增溶效果可因组分加入顺序不同产生差别。▪一般将增溶质与增溶剂先混合优于增溶剂与水混合。▪实际中增溶药物达到平衡需较长时间。▪在使用时如不需稀释，则用二元相图选择配比。六、表面活性剂的其它应

用▪起泡剂与消泡剂▪去污剂▪消毒剂与杀菌剂▪乳化剂、润湿剂、助悬剂▪增溶剂第四节表面活性剂的生物学性质一、SAA对药物吸收的影响▪药物在胶束中的扩散▪生物膜通透性的改变▪对胃空速率的影响▪粘度▪长期大剂量使用损害胃、肠粘膜二、SAA与蛋白质的相互作用▪蛋白质

在酸（或碱）性条件下水解而带电荷，分别与阴离子（或阳离子）SAA发生电性结合。▪SAA可破坏蛋白质结构（盐键、氢键、疏水键）而发生变性。三、表面活性剂的毒性▪离子型＞非离子型▪阳离子＞阴离子＞非离子▪两性离子＜阳离子▪静脉注射＞口服（非离子无毒）▪溶血作用一些SAA的LD50

（mg/kg）（小鼠）品名口服静脉注射苯扎氯铵35030脂肪酸磺酸钠1600～650060～350蔗糖单脂肪酸酯200056～78吐温20＞250003750吐温80＞250005800泊洛沙姆188150007700聚氧乙烯甲基蓖麻油醚6640四、表面活性剂

的刺激性▪均可用于外用制剂，但长期、大剂量应用可出现皮肤、粘膜损害。▪季铵类＞1%、十二烷基硫酸钠＞20%、聚氧乙烯醚类＞5%、吐温类的刺激性很小。THEEND