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表面活性剂

表面活性剂. 第十章 表面活性剂. 概述 分类 基本性质和应用 生物学性质. 第一节 概述. 一、概念： ¨ 表面活性剂 (surfactant) ： 能使表面张力急剧下降的物质。如肥皂水溶液。 ¨ 表面张力： 使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。 ¨ 界面吸附： 表面活性剂溶于液体中时，被吸附于液体的表面，使溶液表面层的浓度大于溶液内部的浓度，这种现象称为界面吸附。 ¨ 正吸附： 表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象。. 二、 结构特征 非极性 烃链和 极性 基团

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  1. 表面活性剂

  2. 第十章 表面活性剂 • 概述 • 分类 • 基本性质和应用 • 生物学性质

  3. 第一节 概述 • 一、概念： • ¨表面活性剂(surfactant)：能使表面张力急剧下降的物质。如肥皂水溶液。 • ¨表面张力：使液体表面分子向内收缩至最小面积的这种力。 • ¨界面吸附：表面活性剂溶于液体中时，被吸附于液体的表面，使溶液表面层的浓度大于溶液内部的浓度，这种现象称为界面吸附。 • ¨正吸附：表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象。

  4. 二、 • 结构特征 • 非极性烃链和极性基团 • 如肥皂（R- COO-）,其中R-是非极性烃链，即亲油基团，COO-为极性基团，即亲水基团

  5. 三、表面活性剂的作用原理：¨由于其分子结构大都是长链的有机化合物，含有亲水基团和亲油基团，当被溶于水中时，在低浓度时几乎被吸附于液体表面，其亲水基团插入水中，亲油基团向空中，从而改变了液体的表面张力。三、表面活性剂的作用原理：¨由于其分子结构大都是长链的有机化合物，含有亲水基团和亲油基团，当被溶于水中时，在低浓度时几乎被吸附于液体表面，其亲水基团插入水中，亲油基团向空中，从而改变了液体的表面张力。

  6. 第二节 表面活性剂的分类 • 分类（根据极性基团的解离性质） • 离子型(水中解离) • 阴离子型 • 阳离子型 • 两性离子型 • 非离子型(水中不解离)

  7. 一、阴离子型表面活性剂： ¨起表面活性作用部分是阴离子，即带负电荷。 m¨1、肥皂类： ①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐 ②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂) ③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。 ④应用：具有一定的刺激性，只供外用。

  8. ¨2、硫酸化物：①通式：R·O·SO3-M+硫酸化油,高级脂肪醇硫酸脂类。 ②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；硫酸化脂肪醇脂(十二烷基硫酸钠) 。 ③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，易与一此大子阳离子药发生沉淀。 ④应用：代替配皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用软膏的乳化剂.

  9. 3、磺酸化物：①通式：R·SO3-M+②分类：脂肪族磺酸化物，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。 ③性质：水溶性, 耐酸、钙、镁盐性比硫酸化物差, 不易水解。 ④应用： 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。

  10. ¨(二)阳离子型表面活性剂 ¨起作用的是阳离子称阳性皂。 ¨1、结构：含有一个五价氮原子。 ¨2、特点：良好的表面活性作用，具有很强的杀菌作用。 ¨3、应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。

  11. ¨4、常用药物： ①苯扎氯铵(洁尔灭)：常用浓度0.01-0.02%杀菌力强稳定可降低溶液的表面张力。 ②苯扎溴铵 (新洁尔灭)

  12. ¨(三)两性离子型表面活性剂:分子上同时具有正负电荷的表面活性剂，随介质的PH可成阳或阴离子型。 ①分类及常用品种: ¨卵磷脂： 阴离子部分—磷酸型； 阳离子部分—季胺盐类。 ¨¨合成活性剂： 阴离子部分—羧酸盐型、硫酸脂、磺酸盐。 阳离子部分：季胺盐

  13. ¨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。 ¨最大优点：适用于任何PH溶液，在等电点时也无沉淀。 ¨②性质： ¨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。

  14. 卵磷脂 • 卵磷脂 主要来源是大豆和蛋黄 • 又可称为豆磷脂或卵磷脂。 • 卵磷脂含有脑磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂、磷脂酸等。 • 卵磷脂对热敏感，在酸性或碱性条件以及酯酶作用下容易水解，不溶于水。 • 是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料

  15. ¨二、非离子型表面活性剂 ¨在水溶液中不是解离状态故称之。 ¨1、结构组成：①亲水基团 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②亲油基团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；③酯键、醚健。 ¨2、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）。

  16. 常用品种 1、脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯。 ¨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。 ¨应用：HLB3~4，表面活性弱，主要用作W/O型辅助乳化剂。

  17. ¨2、蔗糖脂肪酸酯：简称蔗糖酯 简称蔗糖酯， 是蔗糖和脂肪酸反应生成的一大类化合物，属于多元醇型非离子表面活性剂。 ¨根据脂肪酸取代数不同分为：单酯、二酯、三酯及多酯。 ¨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。 ¨应用：HLB5~13，表面活性弱，主要用作O/W型乳化剂、分散剂。

  18. 3、脂肪酸山梨坦：司盘类[Spans] 即脱水山梨醇脂肪酸酯 ¨山梨糖醇及其单酐和二酐+各种脂肪酸→Spans(混合物) ¨根据脂肪酸品种数量不同分为： ¨¨¨¨应用：HLB1.8~8.6，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。

  19. ¨4、聚山梨酯(polysorbate)：吐温醇脂肪酸酯 ¨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。 [Tweens] 即聚氧乙烯脱水山梨¨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、分散剂和润湿剂。

  20. ¨5、聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽类[Myrj] ¨系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。 ¨通式：R·COO·CH2(CH2O CH2)nCH2·OH ¨因n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)。

  21. ¨6、聚氧乙烯脂肪醇醚 ¨系聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚。 ¨通式:R·O·(CH2O CH2)nH ¨产品有: ¨1）苄泽类(Brij)，如Brij-30 和-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(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物。

  22. ¨7、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物 即泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普流罗尼克类(Pluronic)。 ¨通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH ¨性质：为淡黄色液体或固体；分子量1000~14000；HBL0.5~30；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。

  23. ¨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，Poloxamer188 (pluronic68)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。

  24. 第三节 基本性质和应用 一、表面活性剂胶束 （一）临界胶束浓度(cmc) （二）胶束的结构 球型----棒状胶束----六角束状结构----板状或层状结构 （三） cmc的测定 溶液物理性质发生变化的浓度

  25. ¨一、表面活性剂胶束¨胶束（micelles)：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。 ¨临界胶束浓度（ critical micell concentration, CMC）：开始形成胶束的浓度，与物质的结构、组成有关。 ¨缔合胶体：由于胶束的大小约在 30-80A， 在胶体分散范围并且有胶体溶液的一些特性，故称为缔合胶体。¨

  26. ¨二、亲水亲油平衡值[HLB] ¨定义：HLB(hydrophile-lipophile balance)系表面活性剂中亲水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值。 ¨数值范围：HLB 0~40，其中非离子表面活性剂HLB 0~20，即石蜡为0，聚氧乙烯为20。

  27. ¨特性与应用： ¨亲油性表面活性剂的HLB低，亲水性表面活性剂的HLB高； ¨亲油性或亲水性很大的表面活性剂易溶于油或易溶于水； ¨HLB值在3~6的表面活性剂适合作W/O型乳化剂； ¨HLB值在8~18的表面活性剂适合作O/W型乳化剂； ¨HLB值在13~18的表面活性剂适合作增溶剂； ¨HLB值在7~9的表面活性剂适合作润湿剂。 ¨

  28. 第三节 基本性质和应用 二、亲水亲油平衡值 (一) 概念：HLB值 对水或油的综合亲合力 0—40；非离子型：0—20

  29. 第三节 基本性质和应用 HLB值的加和性（非离子型） HLBa╳ Wa +HLBb ╳ Wb Wa + Wb （二）理论计算法 分子的HLB值=分子中各个基团的HLB值的贡献之和 HLBab =

  30. 三、表面活性剂的增溶作用 （一）胶束增溶 概念:增溶、增溶剂、增溶质 最大增溶浓度（MAC）

  31. 第三节 基本性质和应用 (二) 温度对增溶的影响 • 影响胶束形成、影响增溶质的溶解、影响表面活性剂的溶解度 • 克氏点（Krafft）离子表面活性剂的溶解度----温度 • 浊点（昙点，cloud point）聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶解度----温度

  32. ¨(3)浊点或昙点(cloud point) ¨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，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，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，此时温度称为昙点。

  33. 第三节 基本性质和应用 (四) 表面活性剂的复配 • 中性无机盐 • 有机添加剂 • 水溶性高分子 • 表面活性剂混合体系

  34. 第三节 基本性质和应用 (五) 表面活性剂增溶作用的应用 • 增溶相图 • 解离药物的增溶 • 多组分增溶质的增溶 • 抑菌剂的增溶 • 表面活性剂溶液的化学稳定性 • 增溶剂加入的顺序

  35. 第三节 基本性质和应用 (六) 其它 起泡和消泡、去污、消毒和杀菌

  36. 第四节 生物学性质 (一) 对药物吸收的影响 • 多种原因，多种效果 (二) 表面活性剂与蛋白质的相互作用 • pH不同，发生不同的电性结合 (三) 毒性： • 阳离子型＞ 阴离子型＞非离子型；两性离子型＜阳离子型 (四) 刺激性 长期应用或高浓度

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