第十章表面活性劑1主要內容3214概述表面活性劑的基本性質★表面活性劑的應用表面活性劑的分類★23界面、表面、表面張力、表面活性、表面活性劑的含義第一節(jié)概述4第一節(jié)概述表面現(xiàn)象和表面活性劑一定條件下的任何純液體都具有表面張力，水的表面張力為72.75mN.m-1。能使液體表面張力下降的性質稱表面活性。表面活性劑(surfactant)：具有很強的表面活性，能使液體的表面張力顯著下降的物質。如肥皂水溶液。5表面張力的產生，是由于液體內部分子與液體表面層分子的處境不同。液體內部分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是對稱的，互相抵消通常。而液體表面層分子所受到的周圍相鄰分子的作用力是不對稱的。因上層空間氣相分子對它的吸引力小于內部液相分子對它的吸引力，其合力方向垂直指向液體內部，結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢，這種收縮力稱為表面張力。促使液體表面收縮的力叫做表面張力。78二、表面活性劑的結構特征分子中同時具有親水基團和親油基團親油基：8個碳原子以上烴鏈，含有雜環(huán)或芳香族基團的碳鏈極性基團：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可以是羥基、酰胺基、醚鍵等。91.在溶液中的正吸附表面活性劑在濃度較低時，基本集中在表面形成單分子層，其在表面層的濃度大大高于溶液內的濃度，并使溶液的表面張力降低到水的表面張力以下。這種表面活性劑在溶液表面層聚集的現(xiàn)象稱為正吸附。三、表面活性劑吸附性10表面活性劑在固體表面的吸附表面活性劑溶液與固體接觸時，其分子很容易在固體表面產生吸附，使固體表面狀態(tài)和性質發(fā)生改變。2.在固體表面的吸附非極性固體表面單層吸附，極性固體表面可發(fā)生多層吸附11第二節(jié)表面活性劑的分類離子表面活性劑非離子表面活性劑陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑兩性離子表面活性劑表面活性劑12（一）陰離子型表面活性劑：

起表面活性作用部分是陰離子。1、高級脂肪酸鹽（肥皂）類：

①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽②分類：一價金屬皂；二價或多價皂；有機胺皂③性質：具有良好的乳化能力，易被酸及多價鹽破壞，電解質使之鹽析。④應用：具有一定的刺激性，只供外用。一價金屬皂常用作o/w乳化劑。二價皂常用作w/o乳化劑。三乙醇胺皂常用作乳膏劑的乳化劑。13（一）陰離子型表面活性劑1、肥皂類2、硫酸化物

①通式：R·O·SO3-M+硫酸化油,高級脂肪醇硫酸脂類。②分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；硫酸化脂肪醇脂(十二烷基硫酸鈉,SDS)。③性質：可與水混溶，乳化性很強，穩(wěn)定。④應用：有一定刺激性，用于外用軟膏的乳化劑。3、磺酸化物通式為R·SO3-M+。膽鹽類14軟膏制備舉例[處方]硬脂酸100g蓖麻油100g

三乙醇胺8g液體石蠟100g

甘油40g蒸餾水452g

[制法]

硬脂酸蓖麻油液體石蠟蒸發(fā)皿三乙醇胺甘油水水浴75~80℃溶化混勻加熱同上攪拌緩緩加入15[處方]硬脂酸12.5g單硬脂酸甘油酯17.0g

蜂蠟8g地蠟75.0g液狀石蠟410.0ml

白凡士林67.0g雙硬脂酸鋁10.0g

氫氧化鈣1.0g羥苯乙酯1.0g蒸餾水401.5ml

[制法]

硬脂酸單硬脂酸甘油酯蜂蠟地蠟水浴加熱溶化加熱85℃攪拌緩緩加入液狀石蠟白凡士林雙硬脂酸鋁依次加入氫氧化鈣羥苯乙酯溶于蒸餾水加熱85℃16[處方]硬脂醇220g十二烷基硫酸鈉15g

白凡士林250g羥苯甲酯0.25g

丙二醇120g羥苯丙酯0.15g蒸餾水加至1000g

[制法]硬脂醇白凡士林水浴75℃溶化溶于水加熱同上攪拌緩緩加入冷凝十二烷基硫酸鈉羥苯甲酯丙二醇羥苯丙酯17起作用的是陽離子稱陽性皂。

1、結構：含有一個五價氮原子。

2、特點：良好的表面活性作用，具有很強的殺菌作用。

3、應用：殺菌、防腐、皮膚、粘膜手術器械的消毒。4、常用藥物:苯扎氯銨(潔爾滅)苯扎溴銨

(新潔爾滅)(二)、陽離子型表面活性劑毒性大，只能外用18

分子上同時具有正負電荷的表面活性劑，隨介質的pH可成陽或陰離子型。①性質：

pH>pI呈陰離子性質—強的起泡性、去污力；

Ph<pI呈陽離子性質—強的殺菌力。

最大優(yōu)點：適用于任何pH溶液，在等電點時也無沉淀。

（三）、兩性離子型表面活性劑:19分類及常用品種:天然活性劑：

陰離子部分—磷酸型；

陽離子部分—季胺鹽類。

合成活性劑：

陰離子部分—羧酸鹽

陽離子部分—胺鹽或季胺鹽常用品種：卵磷脂、氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。201、結構組成：①親水基團

(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③酯鍵、醚鍵。2、性質：毒性、溶血作用較小，化學上不解離，不易受電解質，pH值的影響；能與大多數(shù)藥物配伍，應用廣泛（外用、內服、注射）。3、分類：脂肪酸甘油酯、多元醇、聚氧乙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物二、非離子型表面活性劑21一、脂肪酸甘油酯

主要單硬脂酸甘油酯。應用：HLB3-4，表面活性弱，主要用作W/O型輔助乳化劑。

22

二、多元醇型1、蔗糖脂肪酸酯：簡稱蔗糖酯是蔗糖和脂肪酸反應生成的一大類化合物，屬于多元醇型非離子表面活性劑。

性質：溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水和油；在酸、堿及酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸。應用：HLB5-13，表面活性弱，主要用作O/W型乳化劑、分散劑。232、脂肪酸山梨坦：司盤類[Spans]

即脫水山梨醇脂肪酸酯

根據(jù)脂肪酸品種數(shù)量不同分為：

應用：HLB值1.8-3.8，因其親油性較強，一般用作W/O型乳化劑。Span204060658085脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油

243、聚山梨酯：吐溫[Tweens]

即聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯脂肪酸品種和數(shù)量不同分為：

應用：為水溶性O/W型表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。Tween204060658085脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油

25三、聚氧乙烯型1.聚氧乙烯脂肪酸酯：賣澤類[Myrij]

系聚乙二醇與長鏈脂肪酸縮合而成的酯。

通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH因n不同，產品常用的有：

Myrij-45-49-51-52-53應用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。

常用的有polyoxyl40stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。26

2、聚氧乙烯脂肪醇醚

系聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚。通式:R·O·(CH2OCH2)nH產品有:1）芐澤類(Brij)，如Brij-30和-35分別為不同分子量的聚乙二醇與月桂醇的縮合物，n為10-20時作油/水乳化劑

。2）西土馬哥(Cetomacrogol)為聚乙二醇與十六醇的縮合物。

273）平平加O(PerogolO)為15單位氧乙烯與油醇的縮合物。

4）埃莫爾弗(Emlphor)為一類聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20個單位以上的氧乙烯與油醇縮合而成。

Emlphor易溶于水和醇及多種有機溶劑，

HLB12~18，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和油/水型乳化劑。

如CremophoreEL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯單位為35~40，HLB12~14。28（四）聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物

即泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克類(Pluronic)。通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH性質：為淡黃色液體或固體；分子量1000~14000；HBL0.5~30；隨聚氧丙烯比例增加，則親油性增強；隨聚氧乙烯比例增加，則親水性增強；具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優(yōu)良性能，但增溶能力較弱。29特點：對皮膚無刺激和過敏性，對粘膜刺激性很大，毒性較小，Poloxamer118(pluronic68)可作為o/w型乳化劑，

是目前用于靜脈乳劑少數(shù)合成的乳化劑之一，用本品制備的乳劑能耐受熱壓滅菌和低溫冰凍而不改變其物理穩(wěn)定性。

30第三節(jié)表面活性劑的基本性質一、物理化學性質★表面活性膠束HLB值增溶作用二、生物學性質藥物吸收的影響與蛋白質作用毒性刺激性31（一）表面活性

液體表面的分子并不像其內部分子一樣完全被其他同樣的分子所包圍，因此溶液內部分子對表面分子施加一個向液體內部的凈作用力，這種力使表面有收縮的趨勢，即表面張力。促使液體表面收縮的力叫做表面張力。表面活性劑在較低濃度時，幾乎完全吸附在液體表面形成單分子層，可降低液體的表面張力。32（二）表面活性劑膠束膠束(micelles)--當表面活性劑的正吸附到達飽和后繼續(xù)加入表面活性劑，其分子則轉入溶液中，因其親油基團的存在，水分子與表面活性劑分子相互間的排斥力遠大于吸引力，導致表面活性劑分子自身依賴范德華力相互聚集，形成親油基向內，親水基向外，在水中穩(wěn)定分散，大小在膠體級別的締合體。臨界膠束濃度(Criticalmicelleconcentration，CMC)--表面活性劑締合形成膠束的最低濃度。33臨界膠束濃度(CMC)

a極稀溶液

b稀溶液cCMC的溶液

d大于CMC的溶液34352、膠束的結構36MICELLE373839膠體溶液的性質403.CMC的測定（1）CMC時，溶液表面張力基本達到最低值，而且溶液的多種物理性質如摩爾電導、粘度、滲透壓、密度、光散射等多種物理性質發(fā)生急劇變化。利用這些性質與表面活性劑濃度之間的關系，可推測出CMC。（2）溫度、濃度、電解質、pH值等因素對測定結果也會產生影響。41（三）親水親油平衡值HLB值1、HLB值（Hydrophile-lipophilebalance）

--表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親和力。是用來表示表面活性劑的親水親油性強弱的數(shù)值。

非離子表面活性劑的HLB值為0～20，疏水性最大的石蠟的HLB值定為0，親水性最大的聚氧乙烯的HLB值定為20，HLB值越大，其親水性越強，HLB值越小，其親油性越強。4243

43特性與應用：HLB值越大，其親水性越強，HLB值越小，其親油性越強。HLB值在3-6的適合作W/O型乳化劑；HLB值在8-18的適合作O/W型乳化劑；HLB值在13-18的表面活性劑適合作增溶劑；HLB值在7-9的表面活性劑適合作潤濕劑。44不同HLB值的表面活性劑的用途

45非離子表面活性劑的HLB值具有加和性：462、HLB值的理論計算法HLB=∑(親水基團HLB數(shù))-∑(親油基團HLB數(shù))+7把HLB值可以看成是分子中各種結構基團貢獻的總和，可以用HLB基團數(shù)值表示。如十二烷基硫酸鈉HLB=38.7-（0.475*12）+7=40.047

48（四）表面活性劑的增溶作用表面活性劑在水中形成的膠束作用使難溶性藥物的溶解度增大的過程稱為增溶。具有增溶能力的表面活性劑稱為增溶劑(Solubilizers)，被增溶的物質稱為增溶質(Solubilizates)，用作增溶劑的HLB值為15~18。49膠束增溶體系屬熱力學平衡體系。在CMC以上，隨著表面活性劑用量的增加，膠束數(shù)量增加，增溶量也隨之增加。最大增溶濃度(MaximumAdditiveConcentrationMAC)，也稱最大增溶量。--當表面活性劑用量為1g時增溶藥物達到飽和時的濃度。

CMC越小，締合數(shù)越大，MAC就越高。50增溶的方式

a

內部溶解型

b

交錯插入型

c

表面吸附型

d

外殼溶解型苯、甲苯水楊酸

對羥基苯甲酸

51（一）增溶機理無極性增溶--非極性分子包藏在膠團的非極性中心區(qū)而被增溶極性—非極性增溶--具有極性又具有非極性部分的藥物增溶時其分子中非極性部分插入膠團疏水中心區(qū)，其極性部分伸入外層的極性區(qū)而被增溶。吸附增溶--對于帶極性基團的藥物，與增溶劑的親水基團絡合而被完全吸附在增溶劑膠團的親水基之間而被增溶。52增溶相圖增溶體系是溶劑、增溶劑和增溶質組成的三元體系，三元體系的最佳比例常通過實驗制作三元相圖來確定。制作三元相圖：按一組比例取增溶劑和增溶質混勻，分別滴加蒸餾水，計算各混濁點處三組分的重量或體積百分數(shù)，并繪入三角坐標圖中。53增溶劑的選用原則（1）HLB值在15~18之間（2）增溶量大（3）無毒、無刺激性54①增溶機理：增溶劑濃度>CMC，形成膠束。影響因素：增溶劑--CMC越小，膠束聚集數(shù)越多增溶質溫度的影響②藥物增溶體系與膠束和藥物的穩(wěn)定性相關③復配：減少用量，提高增溶能力55

CMC越小，膠束聚集數(shù)越多,MAC越大。具有相同親油基的表面活性劑對烴類及極性有機物的增溶順序為：非離子＞陽離子＞陰離子增溶劑的用量在CMC的前提下，用量增大，增溶質的溶解度也增大。增溶劑加入的順序

增溶質+增溶劑→混合→稀釋（效果好）增溶劑+水→混合+增溶質→混合（效果差）1、增溶劑對增溶的影響56對強極性和非極性藥物而言，非離子型表面活性HLB值越大，增溶效果越好，對極性低的藥物正好相反。同系物隨烴鏈的增加，增溶能力減弱不解離的極性藥物和非極性藥物易為表面活性劑增溶。………………2、增溶質對增溶的影響573、溫度對增溶的影響影響膠束的形成影響增溶質的溶解影響表面活性劑的溶解度

對于離子表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。58當溫度升高至某一溫度時，離子表面活性劑在水中的溶解度急劇升高，該溫度稱為krafft點，相對應的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。krafft點是離子表面活性劑的特征值，亦是離子表面活性劑應用溫度的下限。只有高于krafft點，表面活性劑才能更大地發(fā)揮作用。(1)Krafft點59對聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高可導致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，當溫度上升到一定程度時，聚氧乙烯鏈可發(fā)生強烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表面活劑溶解度急劇下降和析出，溶液出現(xiàn)混濁，此現(xiàn)象稱為起曇，此時溫度稱為曇點。(2)濁點或曇點(cloudpoint)60在聚氧乙烯鏈相同時，碳氫鏈越長，濁點越低；碳氫鏈長相同時，聚氧乙烯鏈越長，濁點越高。如

tween20為90℃，

tween60為76℃，

tween80為94℃

。大多數(shù)聚氧乙烯表面活性劑的濁點在70~100℃。61藥物增溶后的穩(wěn)定性可能與膠束表面的性質、結構和膠束締合體的反應性、藥物本身的降解途徑、環(huán)境的PH、離子強度等多種因素有關。聚氧乙烯類非離子表面活性劑（買澤、卞澤），若在聚氧乙烯基發(fā)生部分水解和自氧化，所生成的過氧化物將促使藥物氧化降解，如卞澤增溶的苯佐卡因極易氧化變質。（二）表面活性劑溶液的化學穩(wěn)定性62

復配：系指表面活性劑相互配合或與其它化合物的配合。適當?shù)膹团潴w系在增溶、乳化、起泡等性能方面優(yōu)于單一表面活性劑體系，不適當?shù)呐湮閷⑵茐谋砻婊钚浴＃ㄈ┍砻婊钚詣┑膹团?31、中性無機鹽的影響（1）對非離子表面活性劑的影響低濃度鹽對CMC影響較小，但在高濃度鹽(>0.1mol/l)的存在下出現(xiàn)鹽析或鹽溶作用。對于聚氧乙烯型表面活性劑，無機陰離子的影響強于陽離子。64（2）對離子表面活性劑的影響少量的無機鹽即可引起CMC的下降（主要是反離子結合率增加），反離子的存在降低表面張力。在無機鹽（尢其多價離子鹽）濃度較大引起膠束形態(tài)或締合數(shù)改變時。更高的濃度使溶解度下降而發(fā)生沉淀。652、有機添加劑（1）脂肪醇的影響碳原子個數(shù)在6-12的脂肪醇可使表面活性劑的表面張力下降，擴大增溶能力，增加潤濕能力、提高起泡穩(wěn)定性，并隨碳鏈長度增加影響加大。（2）極性有機物的影響部分強極性物質：如脲、N-甲基乙酰胺等，可以提高CMC。663、水溶性高分子化合物明膠、聚乙二醇等水溶性高分子對表面活性劑有吸附作用，使CMC提高。陽離子表面活性劑與含羧基的或磷酸根的高分子形成不溶性復凝聚物。674、表面活性劑混合體系(1)同系物二個同系物表面活性劑混合物的表面活性介于兩者之間而更趨于活性較高（即碳鏈更長）的同系物。(2)非離子表面活性劑與離子表面活性劑混合物這兩類表面活性劑更容易形成混合膠束，CMC介于兩者之間或低于其中任一表面活性劑的CMC。6869

二、表面活性劑的生物學性質（一）、對藥物吸收的影響：增加藥物吸收—溶解生物膜脂質、增加上皮細胞的通透性降低藥物的吸收—影響藥物的擴散和與胃腸道黏膜的融合（二）、表面活性劑與蛋白質的相互作用靜電結合蛋白質變性69（三）、表面活性劑的毒性1、表面活性劑毒性大?。阂话闶顷栯x子型>陰離子型>非離子型

2、口服給藥呈慢性毒性：大小順序也是陽>陰>非，非離子型表面活性劑口服相對是沒有毒性的。3、靜脈給藥與口服比較具有較大的毒性。4、陰、陽離子表面活性劑有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用，但一般較小。70（四）表面活性劑的刺激性長期、高濃度應用時出現(xiàn)皮膚或粘膜損傷。季銨鹽類化合物（苯扎溴銨、苯扎氯銨）濃度﹥1%時，對皮膚有損害；吐溫類對皮膚和粘膜的刺激性很低。71第四節(jié)、表面活性劑的應用增溶劑乳化劑潤濕劑起泡劑和消泡劑去污劑等721、應具有表面活性作用2、能在液滴周圍形成界面膜3、能在液滴表面形成電屏障4、能增加乳劑的粘度5、較