药用高分子材料学复习资料

1、药用高分子材料学复习资料绪论1、药用高分子材料是具有生物相容性且经过安全性评价的应用于药物制剂的一类高分子辅料。2、高分子材料在药物制剂中的用途药物制剂的辅料高分子前体药物药物制剂的包装材料CH2CH 高分子结构合成化学反应Cl n1、重复单元(Repeating unit)是高分子链的基本 组成单位。链节(link )形成结构单元的小分子化合物称为单体(Monomer)，单体是合成聚合物的原料。n为重复单元数，又称聚合度( degree ofpolymerization )简称DP，平均值，衡量高 分子的一个指标聚合物的分子量M= MO x DP2、均聚物：一种单体聚合而成的聚合物。共聚物：

2、有两种或两种以上单体聚合而成的聚合物。3、加聚与缩聚的区别加聚：由单体加成而聚合起来的反应。无小 分子生成。重复单元等于单体。缩聚：单体间缩合脱去小分子而形成聚合物 的反应。有小分子生成。重复单元不等于单 体。4、高分子化合物与小分子的区别 巨大的分子量（104107）。分子间作用力。> 无沸点，不能汽化，多以固体或粘稠液体形式存在。独特的物理-力学性能。大多数高分子具有机械强度。多分散性，具有平均值的概念。> 溶解前要经过溶胀过程，较小分子难溶。5、高分子化合物分类按工艺和使用分类：塑料、橡胶和纤维 按高分子主链结构分类：有机高分子、元素 有机高分子、无机高分子按聚合反应分类：均

3、聚物与共聚物按分子形态分类：线型高分子（高压卜支化高 分子（低压）、体型高分 子、星型高分子、梳型高 分子6、高分子的命名习惯命名：淀粉、纤维素按单体名称命名：聚乙烯、聚丙烯商品名：硅油、普流罗尼系统命名1找全所有结构单元形式。2排次 序，确定重复结构单元。3按有机 小分子的IUPAC命名规则命名重 复结构单元。4在重复结构单元名 称前加上聚”。英文缩写：PE,PVP,PLGA,PEG（PEO）,PS,PV A7、高分子结构分子内结构：近程结构（一次结构）：是指单 个大分子链结构单元的化学结 构和立体化学结构（化学结构） 远程结构（二次结构）：分子大 小、构象。分子间结构（聚集态）：晶态、非晶

4、态、织态、 取向&高分子链的近程结构?结构单元的化学组成?键接方式 头头连接、尾尾连接、头尾连接无规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚?空间排列 间规共聚物，等规共聚为，无规 共聚物?支化?交联支链、交联、互穿、端基9、高分子的柔性主链因素：CO、CN、SiO键比CC键容易旋转；双键使得相邻的键容易旋 转；共轭双键不易旋转侧链：侧链的存在一般降低柔性，而且侧链越强柔性降低愈多。当侧链对称时柔性增加。交联温度10、 高分子的聚集状态结晶态与非结晶态共存，Tcmax=0.85Tm11、影响结晶的因素对称性越咼越容易结晶链规整性越高越容易结晶分子间作用力：分子间相互作用较强的聚合物链的柔性较

5、差，不易结晶温度支化12、取向模型取向：在外力作用下，分子链沿外力方向 平行排列形成的结构。分子取向单轴：单方向双轴：互相垂直整链：大尺寸取向链段：小尺寸取向性能变化机械强度在取向方向增大应力和收缩13、织态结构织态结构：不同聚合物之间或聚合物与其他 成分之间堆砌排列问题共混：两种或两种以上的高分子材料加以物 理混合的过程高分子合金：共混聚合物，嵌段聚合物和接 枝聚合物内聚能：1mol分子聚集在一起的能量。（内聚相 近 越 容 易 共 混, 比 例 越 相 近 越 不 易）14、聚合反应分为连锁聚合、逐步聚合 连锁聚合：由引发，增长，终止等基元反应 所构成的聚合反应。烯类加聚（自由基、离子）逐

6、步聚合：大分子形成的过程是逐步性的，分 子量 逐 步 增 加。15、（ 缩 聚） 自由基聚合反应与阴离子型聚合反应有什么区 另U1.2.活性中心：引发剂种类自由基聚合:自由基，阴离子阴离子聚合:采用受热易产生自由基的物质 作为引发剂。包括偶氮类：过 氧类，氧化还原体系（易于 分解、自由基活性高）采用易产生活性离子的物质作 引发剂。亲核试剂，主要是碱3.单体结构:4.聚合机理:金属及其有机化合物自由基聚合：带有弱吸电子基的乙 烯 基 单 体 阴离子聚合：带有强吸电子取代 基 的 烯 类 单 体 自由基聚合：有终止反应和链转 移 反 应和 链 转 移 反 应, 添 加 其 它 试 剂 终5.机理特

7、征：止 自由基聚合：慢引发、快增长、速 终 止 阴离子聚合：快引发、快增长、无终&溶剂的影响:7.反应温度:止 自由基聚合：溶剂只参与链转移反 应 阴离子聚合：溶剂的极性和溶 剂化能力，影响 聚合反应速率和 产物的立构规整 性。自由基聚合：取决于引发剂的分解 温 度50 -80阴离子聚合：引发活化能很小。为防止链转 移、重排等副反 应，在低温聚8.阻聚剂种类自由基聚合：苯醌、氧 阴离子聚合：极性物质水、醇, 酸 性 物 质, CO2 16论述线型缩聚反应的特点(1) 逐步性： 缩聚反应没有特定的活性中心反应体系中存在着 分子量递增的一系列中 间产物；延长聚合时间主 要目的在于提高产物聚

8、 合度官能团的反应活 性只与官能团的种类有 关，而与所连接的分子链 的长短无关。(2) 成环性：缩聚反应通常在较高温度和较长时间内方能完成，往往伴有一些副反应，成环反应就是其副 反应之一。成环反应和成线反 应是一对竞争反应，其与环的大小、分子链柔性、温度及反 应物浓度有关。（3）平衡反应。17、反应程度指参加反应的官能团数目（N） 与 初 始 官 能 团 数 目（N0 的 比 值。18、凝胶化现象 反应达到一定程度时，体系黏 度突然上升，以致出现不溶的 凝胶，称为凝胶化现象。19、聚合反应本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬液聚合（珠状聚合）、界面缩聚、 辐射聚合缩聚：本体聚合、溶液聚合、界 面

9、缩 聚20、聚合物的化学反应根据聚合度和侧基或端基的变化，聚合物的 化学反应,可分为三类： 聚合度基本不变（端基） 聚合度变大（交联） 聚合度变小（降解、解聚）21、影响官能团反应能力的因素 结晶效应溶解度效应 临近基团效应 几率效应 立构效应22、聚合物的降解与老化聚合物降解是指在热、光、机器力、化 学试剂、微生物等外界因素作用下。聚 合物发生分子链无规断裂，侧基和低分 子的消除等反应，致使聚合度和分子量 下降的现象。23、热降解解聚 末端，链增长的逆反应，端基断 裂, 得 到 产 物 是 原 来 单 体 及 低 聚无规断裂 取代基的消除24、其他降解 光降解、机械降解、化学试剂分 解25、

10、 生物降解反应聚合物在生物环境中（水、酶、微生物等作用下）大 分子的完整性受到破坏， 产生碎片或其他降解产 物的现象。（分子量下降）26、化学降解 主链上不稳定键的断裂侧链断裂 交联键断裂27、物理降解 表面降解（非均匀降解）、本体 降解（均匀降解）28、影响降解的因素化学键的类型结晶度和分子量亲水性和疏水性pH共聚物的组成酶降解 残留单体和其他水分子物质的存在爲其它因素29、聚合物使用中存在老化现象（遮光剂、抗氧 化剂）30、生物降解聚合物用于缓控释制剂物理性质?分子量及多分散性?玻璃化温度玻璃化温度应大于37 C?机械强度?溶解性?渗透性?可灭菌性?载药量要适当，一般可加至 30%50%3

11、1、相对分子质量（分子量大，多分散）数均相对分子质量、重均相对分子质量、黏均相对分子质量Mw切 > Mji32、分子量及分子量分布测定方法端基Mn104黏度法M? 104107光散射法Mw 104107凝胶色谱法（分子量分布）1、溶解与溶胀溶胀：溶剂分子渗入高分子内部，使其体 积膨胀。溶胀度：一定温度下，单位重量或体积的 凝胶所能吸收液体的极限量分为有限溶胀和无线溶胀2、影响溶解的因素分子量大，溶解度小交联度大，溶解度小与聚集态有关，非晶态溶解度大晶态聚合物，先破坏晶格，方能溶解分子量相同的聚合物，支链的比线型 的更易溶解吉布斯能小于零才能溶解3、溶剂的选择原则溶剂参数原则（非极性）极性

12、相似原则（极性）溶剂化原则4、为什么极性结晶高聚物的溶解，除了用加热 方法使其溶解之外，也可在常温下加强极性溶剂 使之溶解？因为极性结晶聚合物中的非晶相部分与强极性溶剂接触时，产生放热效应，放出的热使 结晶部分晶格被破坏，然后被破坏的晶相部 分就可与溶剂作用而逐步溶解。5、高分子运动的特点?运动单元的多重性?高分子热运动是松弛过程，它具有时间的依 赖性?高分子热运动与温度有关6、高分子的物理状态 玻璃态、高弹态、粘流态7、 玻璃态转变温度 聚合物在玻璃态和高弹态 之间的转变称为玻璃化转变，其对应的转变温度 称为玻璃化转变温度，通常以 Tg表示。&高分子的热一形变曲线图中分为五个区，分别

13、 为玻璃态、玻璃化转变区、咼弹态 、粘流转变 区、粘流态9、影响Tg因素主链取代基的空间位阻和侧链的柔性分子间作用力侧链的极性氢键离子键?共聚无规共聚：一个Tg均聚物之间接枝/嵌段共聚：相容，一个Tg?交联?分子量?增塑剂（减小）10、粘流温度（Tf）11、聚合物粘性流动的特点高分子流动是通过链段的位移运动来完 成的高分子流动不符合牛顿流体的流动规律 高分子流动时伴有高弹形变12、弹性模量应变:材料在受外力作用而又不产生惯性移 动时，物体响应外力所产生的形变称为应变应力:材料变形时，其内部产生与外力相抗衡 的力，称为应力弹性模量（杨氏模量）=应力/应变13、粘弹性蠕变、应力松弛、内耗14、凝胶

14、（gel）是一类溶胀的三维网状高分子15、凝胶的分类根据交联键性质的不同分为：化学凝胶，不 熔融，又称不可逆凝胶；物理凝胶，可溶解， 又称可逆凝胶。根据凝胶中含液量的多少分为冻胶，液体含 量多和干凝胶，液体含量少16、胶凝作用高分子溶液转变为凝胶的过程称 为胶凝作用影响因素高分子溶液浓度、温度和电解质 类型与含量仃、凝胶的性质触变性凝胶与溶胶相互转化的过程称为触变性溶胀性凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象脱水收缩性凝胶在低蒸气压下保存，液体 缓慢地自动从凝胶中分离出来的现象透过性凝胶与流体性质相似，可以作为扩散介质18、水凝胶 是一种能在水中显著溶胀，并保留大量水分的亲水性凝胶（普通水凝 胶

15、、智能水凝胶）19、药物通过聚合物的扩散储库装置、骨架装置20、Fick第一定律J=D dc/dxJ溶质流量C溶质浓度x垂直于有效扩散面 积的位移D溶质扩散系数21、药物的非Fick扩散非Fick扩散主要发生在玻璃态的亲水聚合 物体系药用天然高分子材料一、淀粉多个葡萄糖分子以a -1, 4-糖苷键首尾相连而 成,在空间呈螺旋状结构1、直链淀粉以a -1,4苷键连接的葡萄糖单元线性聚合物分子量为3.2*104-1.6*105，相当于聚合度n为 200-980直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元2、支链淀粉由D-葡萄糖聚合而成分支状淀粉支链淀粉的分子量较大，是直

16、链淀粉的3倍以上根据分支程度的不同，平均分子量范围在 1000万-2亿，相当于聚合度为5万-100万一般认为每隔15个单元，就有一个a -1,6苷 键接出的分支小分支50,形状如高粱穗3、结构性质淀粉为半结晶聚合物线性直链淀粉分子为无定型支链淀粉为部分结晶淀粉颗粒中的结晶区域散布于连续的无定型 之中（双折射现象）4、溶解性不溶于乙醇、多数有机溶剂和水直链淀粉又称可溶性淀粉，溶于热水后成胶体溶液，容易被人体消化支链淀粉不溶于热水中5、预胶化（糊化）在60-70C具有从结晶向无定型的转变的过程 叫做胶化，胶化温度是一个临界点长时间存放后出现不透明甚至沉淀的现象称 为老化6、显色反应淀粉遇碘呈蓝色非

17、化学反应直链淀粉为蓝色支链淀粉为紫红色由于碘分子进入淀粉螺旋圈中央空穴内，通过 范德华力，形成淀粉-碘络合物7、应用主要可作为粘合剂、稀释剂和崩解剂 &淀粉崩解作用机理与水接触后膨胀，直链淀粉是淀粉膨胀崩 解性质的成分（螺旋-线形）淀粉的毛细管作用颗粒与颗粒之间的排斥力与淀粉的亲水 性质崩解能力弱、淀粉衍生物名称主要应用性质结构备注预胶化淀粉粘合剂（直接 压片）有干粘 合作用颗粒表 面有裂 隙凹隙崩解剂 （全预 胶化没 有）、稀 释剂羧甲基 淀粉钠CMSNa超级崩 解剂 （直接压片）吸水膨胀300倍疏水辅 料（润滑 剂）对其崩解作 用影响 小，少见三、纤维素匍萄糖残基通;纤维素为直链?

18、性质：化学反丿 溶胀性、机械降解特过?-1, 4糖苷键连; 聚合物，结晶性强 应性、氢键作用、吸湿 :性、可水解性接而成显性、1名称主要应用性质结构备注粉状纤 维素稀释剂，助悬纤维素 通性与氧化 剂配伍剂， 助流剂良好的 可压性禁忌禁忌、微晶纤 维素（MCC）粘合剂、 吸附剂、 稀释剂（直接 压片）、 崩解剂可压性、 粘合作 用、崩解 作用四、纤维素衍生物名称主要应用性质结构备注醋酸纤 维酯（CA）缓释包 衣（缓控 释骨架 片直接 压片）吸湿性 差，耐热 性好部分或 全部羟 基乙酰 化的纤 维素乙酰基 的存在 使得亲 水性下 降,水渗 透性下 降醋酸纤 维素酞 酸 酯（CAP）肠溶包 衣有疋的

19、吸湿 性，溶于 某些pH6.0 的半的 羟基被 乙酰化， 取代度 约为11、作为 肠溶包 衣材料 一般在 其中加缓冲液四分之 一的羟 基被钛入酞酸 二乙酯 作为增酰基酯 化（有一 个游离 的羧基）塑剂（增 塑剂要 经过筛 选选）2、在用 混合溶 剂时，重 要的是 先要将CAP溶 解于溶 解度较 大的溶 剂，然后 再加入 第二种 溶剂；一 定要将CAP 力口入至溶 剂中，而 不能反过来加羧甲基 纤维素 钠(CMCNa)粘合剂、 助悬剂有增粘 的特性 吸水性 强在任何 温度的 水中均 易于分 散水溶液 在 pH20稳定，在2 以下发 生沉淀，在10以上溶液 粘度迅 速下降， 通常在pH 7-9粘度

20、最 大交联羧 甲基纤 维素钠超级崩 解剂(直接吸水膨 胀4-8倍交联后 的CMCNa(CCNa)压片)甲基纤粘合剂、有疋高粘度维 素(MC)普通包 衣，助悬 剂粘性的 MC课改进 崩解性乙基纤 维素(EC)疏水包 衣材料不溶于 水水分散 体不须 有机溶 剂羟丙基 纤维素(HPC)38 C以 下易溶 于水，热 水不溶低取代 羟丙基 纤维素(L-HPC)超级崩 解剂(直接压片)不溶于 水，但能 在水中 溶 胀(5-7倍)低取代的HPC羟丙基 甲基纤E型用 于普通粘性，良 好的成前两位 数字代维素(HPMC)薄膜包 衣K型用膜性表甲氧基的大致百分于缓释 剂型F型用 于混悬 液粘合剂 (始发 干法)比

21、后两位 数字代 表羟丙 基的大 致百分 数羟丙基 甲基纤 维素钛 酸 酯(HPM CP)肠溶包 衣在PH5.0-5. 8以上的 缓冲液 中能溶 解，能溶 胀并迅 速溶解 于小肠 上段是将纤 维素分 子上的 一些羟 基甲醚 化、2-羟 丙醚化 或邻苯 二甲酰 酯五、其它天然药用高分子材料名称主要应用性质结构备注阿拉伯 胶助悬剂、 乳化剂、 粘合剂粘性、表 面活性 剂明胶囊材 片剂包 衣的隔 离层材 料。明胶的 溶胀和 溶解性 明胶溶 液可因 温度降 低而形 成具有 一疋硬 度、不能 流动的 凝胶分为酸 法明胶（A型） 和碱法 明胶（B 型） 等电点 以上带 负电，以 下带正 电（和阿 拉伯胶 做

22、微囊） 在等电 点时，溶 胀吸水 量最小瓜尔豆 胶助悬剂、粘合剂、瓜尔豆 胶比淀应用量 为崩解剂、 增稠剂粉有5-8倍的增 稠1%-10%壳多糖N-乙酰- 氨基葡 萄糖以3-1,4-苷键结 合而成 的一种 氨基多 糖又称甲 壳素、几 丁质 仅次纤 维素的 天然来 源聚合 物脱乙酰 壳多糖 （壳聚 糖）植入剂生物生 理适应 性、生物 可完全 降解性 和生物 相容性是壳多 糖在碱 性条件 下，脱乙 酰基后 的水解 产物稀释剂、 控释制 剂载体 和膜材 手术的 缝合材 料微囊和 微球的 囊材药用合成高分子名称主要应用性质结构备注聚丙烯 酸(PPAPAA及 钠盐的水聚丙烯 酸 钠(PPA-Na)溶液呈

23、 现假塑 性流体 性交联聚 丙烯酸 钠巴布剂 的基质 软膏或 乳膏的 水性基 质吸水机 理与其 聚电解 质性质 有关，而 非一般 的毛细 管现象水中不 溶但可 以溶胀 高吸水 性树脂卡波沫(Carbo mer)粘合剂、 包衣材 料、外用 基质、乳 化剂、增 稠剂、助 悬剂、缓溶解、溶胀及凝 胶特性 用碱中 和时，在 水、醇中 逐渐溶分子中 存在的 大量羧 基基团低浓度 时形成 澄明溶 液高浓度 时形成 具有一释控释 材(卡波解,粘度 迅速增 大定强度 和弹性 的半透沫完全 水化时， 其内部 的渗透 压使结 构破裂 降低了 凝胶密 度，但仍 能保持 完整性) 生物粘 附剂粘性特 征乳化及 稳定作

24、 用明状凝 胶pH<3或 pH >12 粘度显 著降低 pH在6-11 之间达到 最大粘 度或稠 度且十 分稳定 高pH时 粘度反 而下降： 过多的 中和剂起抑制解离 的作用丙烯酸树脂(Eudragit )E胃溶包 衣（胃溶 型）L S肠溶 包衣（肠 溶型）RL RS 控 释包衣（渗透 型）Tg肠溶型 渗透型 胃溶型（与丙 烯酸酯 比例有 关）性质-最 低成膜 温度（MFT丙烯酸 酯比例 越高，MF越 低E丙烯酸 酯比例 最高RL RS丙 烯酸酯 比例次 之L S丙烯 酸酯比 例最低丙烯酸 酯的作 用如同 内增塑 剂RL RS包 衣要加 入增塑 剂聚乙烯膜剂的具有强聚醋酸PVA特

25、征醇（pva成膜材 料、增粘 剂的亲水 性，溶于 热水或乙烯醇 解值：聚合 度+醇解 度冷水中 具有良 好的成 膜性能聚维酮（PVP粘合剂 （干粘合剂）、 包衣材 料、增溶 剂、固体 分散体 载体、致 孔剂易溶于水交联聚 维酮（PVPP超级崩解剂吸水膨胀 1.52倍乙烯-醋 酸乙烯（酯）共植入剂、 经皮给 药的控柔韧性好聚物(EVA释膜或背衬聚乙二 醇（peg注射剂 溶 剂（300400 600） 栓剂基 质 4000 6000 固体分 散体、滴 丸基质（固态PEG 水溶性 润滑剂：PEG4000 -6000 软胶囊 稀释剂：具有微 弱的表 面活性 低粘度浊点（昙 点）:聚 乙二醇 水溶液 发

26、生混 浊或沉 淀的温 度，亦称 沉淀温 度。1000以 上常温 为固体PEG300-600聚氧乙乳化剂、表面活昙占 八、烯蓖麻 油衍生 物润湿剂、 增溶剂性剂泊洛沙 姆（聚氧 乙烯/聚 氧丙烯 共聚物）唯 合 成静注 用乳化 剂 亲水基 质增溶剂、 乳化剂凝胶作 用 凝胶化 作用是 泊洛沙 姆分子 间形成 氢键的 结果表面活 性剂在 poloxam er后附 以三位 数字组 成的编 号，前二 位数为 聚氧 丙烯链 段的分 子量，后 一位数 为聚氧 乙烯链 段分子量在共 聚物中所占比例。昙占八、二甲基硅油润滑作 用抗静电硅膜硅橡胶人工器 官生物不降解PLG（聚乳酸羟 基乙酸 共聚物）注射用 微球

27、给 药系统 载体的 首选骨 架材料生物相容性 生物降解性由乳酸（LA）和 羟基乙 酸（GA 经缩聚 反应制 得亲水 性随着 聚合物 中GA单 元数的 增加而增加六、药用高分子制品1、压敏胶PSA分类 丙烯酸酯压敏胶（国际通用水性丙烯 酸酯压敏胶）、硅橡胶压敏胶、聚异丁烯类压敏 胶（我国主要使用） 新型压敏胶（水凝胶型）质量要求 初粘性、剥离强度、剪切强度2、离子交换树脂（1）分类阳离子交换树脂：聚合物链上的酸 性基团-SO3-、-COO、- PO32 负电性基团阴离子交换树脂：聚合物链上碱性基团-NH3+ -NH2+ -NH+正电性基团（2）重要特征参数A、交换容量离子交换树脂具有的交换反离子的能力，包括聚 合物链结构中所有荷电基团或可能荷电基团的 总交换能力表示方法重量交换容量（mmol/g干树脂）体积交换容量（mmol/ml湿树脂）实际有效交换容量取决于聚合物的聚合度和聚合物的物理结构B、酸碱强度聚合物酸碱强度显著影响树脂载药速度药物从胃肠液中释放的速度C溶胀度、交联度、粒径、孔隙率（3）口服药物树脂液体控释系统-特点特点 采取特殊浸渍技术和微囊化技术使其不同于 一般药物树脂，在存贮期间及在胃肠道中不发生因树脂膨胀、控释膜破裂而出现药物的“崩释” 现象 药物的释放不依赖于肠道的pH值、酶活性、 温度以