药用辅料--表面活性剂

1、第二章 表面活性剂 荷叶上的水珠的表面张力作用现象第一节 表面活性剂概述同一相中的物理化学性质是一样的，相与相同一相中的物理化学性质是一样的，相与相之间有明显的分界限，称为界面（表面）。之间有明显的分界限，称为界面（表面）。表面张力是指一种表面分子具有向内运动的表面张力是指一种表面分子具有向内运动的趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。趋势，并使表面自动收缩至最小面积的力。表面活性剂(surfactant)是指那些具是指那些具有很强表面活性、能使有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下液体的表面张力显著下降的物质。降的物质。 1 23 c两亲结构两亲结构二、表面活性剂的结构特点特征和分类二、表

2、面活性剂的结构特点特征和分类亲油基亲油基（ 碳氢链碳氢链 R-、 C8C18之间之间 ）亲水基亲水基（-OH、COO-、 -NH2、 -COOR )亲油基 亲水基表面活性剂表面活性剂 离子型 （水中能电离） 非离子型（水中不电离）脂肪酸甘油酯多元醇型聚氧乙烯型阴离子型阳离子型两性型一、离子表面活性剂1、高级脂肪酸盐：、高级脂肪酸盐： 通式：通式：(RCOO-)nMn+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，易被酸及多价性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价

3、盐破坏，电解质使之盐析。盐破坏，电解质使之盐析。 应用：具有一定的刺激性，用于外用制剂应用：具有一定的刺激性，用于外用制剂（软膏剂）。（软膏剂）。（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(硫酸化蓖麻油硫酸化蓖麻油)；高级脂肪醇；高级脂肪醇硫酸脂硫酸脂(十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠，SDS) 。 性质：可与水混溶，乳化性很强，稳定、耐性质：可与水混溶，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。酸、钙，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

4、肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。有时也用于片剂等固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。体制剂的润湿剂或增溶剂。 3、磺酸化物、磺酸化物 通式：通式：RSO3-M+ 分类：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺分类：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸钠，酸钠；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，如牛磺常用洗涤剂；烷基苯磺酸化物；胆酸盐，如牛磺胆酸钠。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： 黏度低

5、、去污力、油脂分散力都强，黏度低、去污力、油脂分散力都强，常用优良洗涤剂。常用优良洗涤剂。 1.1.结构：结构：季铵盐类化合物，带正电荷。，带正电荷。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。但易与稳定，具有良好的表面活性和杀菌作用。但易与一些大分子阴离子药物发生沉淀。一些大分子阴离子药物发生沉淀。 3.3.应用：应用：杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮杀菌；防腐；毒性大，主要用于皮肤、粘膜和手术器械的消毒。肤、粘膜和手术器械的消毒。4.4.常用品种：常用品种：苯扎氯铵苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)；苯扎溴；苯扎溴铵铵 (新洁尔灭

6、新洁尔灭) （二）阳离子表面活性剂（二）阳离子表面活性剂u分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活分子结构上同时具有正负电荷基团的表面活性剂，随介质的性剂，随介质的pH可成阳或阴离子型。可成阳或阴离子型。u卵磷脂卵磷脂：不溶于水，：不溶于水，可作注射用乳剂的乳化可作注射用乳剂的乳化剂、脂质体主要原料；剂、脂质体主要原料；u氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂。后者最大优点后者最大优点：适用于任何适用于任何pH溶液，在等电点溶液，在等电点时也无沉淀。时也无沉淀。u性质：性质：碱性水溶液中呈阴离子性质，去污力碱性水溶液中呈阴离子性质，去污力强；强； 酸性水溶

7、液中呈阳离子性质，杀菌力强。酸性水溶液中呈阳离子性质，杀菌力强。 （三）两性离子表面活性剂（三）两性离子表面活性剂二、非离子表面活性剂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、烷长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基基或芳基)；亲水基和亲油基以酯键、醚键结合亲水基和亲油基以酯键、醚键结合2.性质：性质： 毒性小，不解离，不受毒性小，不解离，不受pH的影响；的影响；能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、内服、能与大多数药物配伍，广泛应用于外用、内服、注射制剂。注射制剂。（一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯 种类：有

8、脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油种类：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、碱及酶性质：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，等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB为为34。 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种类：单酯、二酯、三酯及多酯。种类：单酯、二酯、三酯及多酯。 性质：在酸、碱及酶等作用下易水解成游离性质：在酸、碱及酶等作用下易水解成游离脂肪酸和蔗糖，脂肪酸和蔗糖， HLB为为513。溶于丙二醇、乙。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，

9、但在水和甘油中加热可形成凝醇，但不溶于水，但在水和甘油中加热可形成凝胶。胶。应用：主要用作应用：主要用作O/W型乳化剂、分散剂。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） O CH2COOROH OH OH司盘分子通式司盘分子通式常用品种常用品种3. 聚山梨酯聚山梨酯 ( 吐温吐温 Tweens) O CH2COORO(C2H4O)nH O(C2H4O)nH O(C2H4O) nH吐温分子通式吐温分子通式常用品种常用品种1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽类，聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽类，Myrij）通式：通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nC

10、H2OH 品种：品种： Myrij-45 Myrij-49 Myrij-51 Myrij -52 Myrij-53 应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和剂和O/W型乳化剂。型乳化剂。（三）聚氧乙烯型常用品种常用品种2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚 通式通式：RO(CH2O CH2)nH 产品产品: （1）苄泽类）苄泽类(Brij)，如，如Brij-30 、Brij-35，作，作O/W乳化剂。乳化剂。（2）西土马哥）西土马哥(cetomacrogol)为为O/W型乳化剂型乳化剂 或挥发油增溶剂或挥发油增溶剂。（3）平平加）平平加O(perogo

11、l O)（4）埃莫尔弗）埃莫尔弗(emlphor) 易溶于水和醇及多种易溶于水和醇及多种有机溶剂，有机溶剂， HLB为为1218，具有较强亲水性，乳化，具有较强亲水性，乳化能力强，作增溶剂和能力强，作增溶剂和O/W型乳化剂。型乳化剂。常用品种常用品种又泊洛沙姆又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克，商品名普朗尼克 (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100010000以上；以上；HLB值为值为0.530；聚氧丙烯为亲油基；聚氧乙；聚氧丙烯为亲油基；聚氧乙烯为亲水性

12、基；具有乳化、润湿、分散、起泡和消泡烯为亲水性基；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。等多种优良性能，但增溶能力较弱。Poloxamer188 (pluronic F68)特点：无毒、无抗原特点：无毒、无抗原性、无致敏性、无刺激性、化学性质稳定，可作为静性、无致敏性、无刺激性、化学性质稳定，可作为静脉乳剂脉乳剂o/w型乳化剂，型乳化剂， 用本品制备的乳剂能耐受热压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。灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。3.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品种常用品种第二节 表面活性剂的基本性质（一）胶束的形成（一）胶束的形成临界

13、胶束浓度临界胶束浓度胶束（胶束（micelles)：当水溶液内表面活性剂分子数：当水溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，依靠自身的范德华力相互聚集，形目不断增加时，依靠自身的范德华力相互聚集，形成亲油基向内，亲水基向外的分子缔合体，称为胶成亲油基向内，亲水基向外的分子缔合体，称为胶束。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低浓度。）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。一、表面活性剂胶束一、表面活性剂胶束（二）胶束的结构 二、亲水亲油平衡值（一）（一）HLB值的概念值的概念亲水亲油平衡值亲水亲

14、油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或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。水的综合亲合力。数值范围：数值范围：HLB值范围为值范围为040，其中非离子表，其中非离子表面活性剂面活性剂HLB值范围为值范围为020。HLB 值愈大，亲水性愈强；值愈大，亲水性愈强； HLB 值愈大，亲值愈大，亲水性愈强；水性愈强；HLB 值愈小，亲油性愈强。值愈小，亲油性愈强。 值愈小，值愈小，亲油性愈强。亲油性愈强。表面活性剂的HLB值应用范围vHLB=36 可作为可作为W/O型乳化型乳化剂剂vHLB=79 可作为润湿剂

15、可作为润湿剂vHLB=818 可作为可作为O/W型乳化型乳化剂剂vHLB=1318 可作为增溶剂可作为增溶剂181512 9 6 3 0 增溶剂增溶剂 去污剂去污剂O/W乳化剂乳化剂 润湿剂润湿剂W/O乳化剂乳化剂消泡剂消泡剂图图3 不同不同HLB表面活性剂表面活性剂 适用范围适用范围非离子型表面活性剂的HLB值具有加和性，混合后的HLB值可通过经验式求得： HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb) HLB值的计算值的计算举例1：将司盘80（HLB 4.3）与聚山梨酯80 （HLB 15.0）等量混合，混合物的HLB 是多少？举例2：用聚山梨酯20 （HLB 16.7）和司盘

16、80 （HLB 4.3）制备HLB 为9.5的混合乳化剂100g，问两者各用几克？三、克氏点与昙点1.krafft点（克氏点）点（克氏点）krafft点：点：离子表面活性剂离子表面活性剂在水中的溶解度随在水中的溶解度随温度升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高，温度升高，当至某一温度时，其溶解度急剧升高， 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相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的临界胶束浓度表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。krafft点是离子表面活性剂应用温度的下限，点是离子表面活性剂应用温度的下限，即只有高于即只有高于krafft点，表面活性剂才能更大程度地点

17、，表面活性剂才能更大程度地发挥作用。发挥作用。2.起昙与昙点聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高至某至某一温度时，其溶解度急剧一温度时，其溶解度急剧下降并析出，溶液出现混下降并析出，溶液出现混浊，此现象称为起昙，此时温度称为昙点浊，此现象称为起昙，此时温度称为昙点(或浊点）。或浊点）。原因：温度升高到一定程度时，可导致聚氧乙原因：温度升高到一定程度时，可导致聚氧乙烯链与水之间的氢键断裂，聚氧乙烯链发生强烈的烯链与水之间的氢键断裂，聚氧乙烯链发生强烈的脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，表脱水和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降，表面活剂溶解度急剧降低。

18、面活剂溶解度急剧降低。在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；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，聚氧乙烯链越长则浊点越高。在碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。四、表面活性剂的生物学性质l表面活性剂可能增加药物吸收，也可能降低药表面活性剂可能增加药物吸收，也可能降低药物的吸收。物的吸收。 若药物被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或若药物被增溶在胶束内，且能顺利从胶束内扩散或胶束迅速与胃肠粘膜融合，则增加吸收；胶束迅速与胃肠粘膜融合，则增加吸收；表面活性剂溶解生物膜脂质，增加上皮细胞的通透表面活性剂溶解生物膜脂质，增加上皮细胞的通透性，从而改善吸收；性，从而改

19、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。（一）对生物膜的影响l离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与离子型表面活性剂在酸性或碱性介质中都可能与蛋白质结合。蛋白质结合。 蛋白质蛋白质在碱性下，羧基解离而带负电荷时，在碱性下，羧基解离而带负电荷时，与阳离子与阳离子表面活性剂发生表面活性剂发生电性结合；电性结合； 蛋白质蛋白质在酸性下，氨在酸性下，氨基或基或胺胺基解离基解离而带正电而带正电荷时，与阴离子荷时，与阴离子表面活性剂发生表面活性剂发生电性结合。电性结合。l表面活性剂还可破坏蛋白质结构中的盐键、氢键表面活性剂还可破坏蛋白质结构中的盐键、氢键和疏水键，使和疏水键，使蛋白质的蛋白质的螺旋结构被破坏，最终螺旋结构被破坏，最终蛋白质蛋白质发生变性。发生变性。（二）表面活性剂与蛋白质的相互作用1. 表面活性剂毒性大小：表面活性剂毒性大小： 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. 口服给药：阳离子型口服给药：阳离子型阴离子型阴离子型非离子型，非离子型，非离子型表面活性剂口服一般非离子型表面活性剂口服一般没没有毒性。有毒性。 3. 静脉给药的毒性静脉给药的毒性口服，口服， 其中仍非离子型