药剂学课件第5章表面活性剂与药用高分子材料

第五章 表面活性剂与药用高分子材料 (surfactants and polymer in pharmaceutics) 栾立标 Tel：13814039526,,第一节 表 面 活 性 剂(surfactants) 一、概述 （一）定义 能使溶液表面张力显著下降的两亲性化合物 （二）特点： 1、具有两亲性. ●亲油基团 C8的碳氢长链 ●亲水基团 如-COOM, -OH, -O- 2、定向排列在界面（表面）,二、 常用表面活性剂 （一）阴离子型： 1、肥皂类： (RCOO-)nMn+ ● R＝C11C17 ○ M＝ Na、K、NH4+ 溶于水, O/W乳化剂 ○ M＝Ca2+、Mg2+、Al3+ 不溶于水，W/O乳化剂 ○ M＝三乙醇胺 溶于水，O/W乳化剂，pH7.5～8.0 ● 酸和电解质 使乳化力↓， Ca2+和Mg2+破坏一价皂 ●有一定刺激性，外用 2、硫酸酯盐 ROSO3-M+ R＝C12～C18 ●高级醇硫酸酯盐 R合成的 如月桂醇硫酸酯钠 O/W乳化剂，耐酸和钙镁大分子阳离子 使沉淀 ●硫酸化油 R为天然油脂 如硫酸化蓖麻油（土耳其红油） 刺激性小，去污剂和润湿剂 3、磺酸化物：RSO3-M+ 如十二烷基苯基磺酸钠等 稳定性好，耐Ca2+、Mg2+，洗涤剂。

二）阳离子型： ● R-N+•X- X-为Cl-、Br-、I- 如新洁尔灭，溴化十六烷三甲胺等 ● 杀菌力强0.1% 用消毒杀菌剂 ●稳定性好耐酸碱、热压 但不能与阴离子表面活性剂共用三）两性表面活性剂 1、天然的： 卵磷脂 O/W乳化剂，天然无毒，静脉乳剂 2、合成的： ●氨基酸型 RNH+CH2CH2COO- 如“Tego” ● (季铵盐)甜菜碱型 RN+(CH3)2CH2COO-,（四）非离子型表面活性剂 ●亲水基团；多元醇 ●亲油基团；RCOOH，ROH ●以酯键或醚键相连 ●特点： ○品种多 ○稳定化学上不解离 ○毒性小外用，口服，甚至注射 ○乳化剂、助悬剂、湿润剂、分散剂等1、脱水山梨醇脂肪酸酯类； 司盘（Span） 2、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酯类： 吐温类（Tween）,CH2OOCR,Tween structure R：单月桂酸: 吐温20 单棕榈酸: 吐温40 单硬脂酸: 吐温60 单油酸：吐温80 三油酸酯：吐温85 ●水溶性，增溶剂，O/W乳化剂 ●降低对羟基苯甲酸酯的抑菌效果Span structure R：单月桂酸: 司盘20 单棕榈酸: 司盘40 单硬脂酸: 司盘60 单油酸：司盘80 三油酸酯：司盘85 ●油溶性，W/O乳化剂。

●降低对羟基苯甲酸酯的抑菌效果3、聚氧乙烯脂肪酸酯：卖泽（Myrij） RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH 如聚氧乙烯40硬脂酸酯（卖泽52）USP 水溶性乳化剂 4、聚氧乙烯脂肪醇醚 通式：RO(CH2OCH2)nH 水溶性乳化剂 ●苄泽(Brij): 如Brij 30,Brij35 R=月桂醇 n不同 ●西土马哥（Cetomacrogol） R=十六醇 ●平平加（Pearegol） R=油醇 n=15 ●埃莫尔弗（Emlphor） R=蓖麻油(油醇) n=20以上 ●Cremophore EL R=蓖麻油甘油 5、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物 CH3  HO(C2H4O)a-(CH2-CH-O-)b-(C2H4O)cH 如Poloxamer188（PluronicF68）： ●溶于水，pH6.88，可高压灭菌，增溶剂和乳化剂 ●无刺激，无过敏性，毒性小，静脉注射6、甘油脂肪酸酯： CH2OH  CH2OH  CH2OOR 单硬脂酸甘油酯 不溶于水，有弱W/O的能力O/W乳剂的辅助乳化剂 7、蔗糖的脂肪酸酯： ●无毒、无味、无臭，可降解。

●单酯是亲水性，乳化剂 ●双酯是不溶于水，润滑剂三、 基本特性： （一）胶团 ● 低浓度时，溶液表面定向排列降低， 浓度增加(表面饱和)后，胶团或胶束（Micelle） ●临界胶团浓度(CMC，Critical micelle Concentration） 开始形成胶团时溶液的浓度 ○CMC测定；如表面张力变化 ○CMC值主要由表面活性剂性质决定； ○CMC值受温度、pH值及电解质的影响二）昙点或浊点（cloud point） 1、克氏点（Krafft point,Tk）Tk, S↑↑ 2、昙点或浊点； 某些含聚氧乙烯基的非离子型, Tc, S↓↓ ●起浊或起昙是一种可逆过程 ●昙点随聚氧乙烯聚合度n下降而下降，通常30~100C ●Pluronic F-68没有起昙现象 ●注意加热（灭菌）对物理稳定性的影响三)亲水亲油平衡值(Hydrophil-Lipophilalance value,HLB值） HLB↑，亲水性↑；HLB↓，亲油性↑ 1、HLB值加和性 HLB1W1+HLB2W2+HLBnWn HLBn = ————————————————— W1+W2++Wn 2、测定HLB新。

复合乳化剂乳化标准油(乳化该油所需HLB已知)，测定HLB新 例如： 45%新表面活性剂和55%吐温60（HLB=14.9）组成复合乳化剂，乳化硅油（从手册查硅油所需HLB=10.5）求该表面活性剂HLB新 答： 10.5=（HLB新0.45）+（14.90.55） HLB新=5.1,,3、不同HLB值的表面活性剂的用途 增溶剂 HLB值 15~18 去污剂 13~16 O/W乳化剂 8~16 润湿剂与铺展剂 7~9 W/O乳化剂 3~8 消泡剂 0.8~3,四、表面活性剂的生物学性质 （一）对吸收的影响：可以促进也可以延缓药物吸收 1、浓度影响 ●低浓度（CMC），药物包在胶团中 ○药物不易释放，吸收下降如吐温80-水杨酰胺 ○药物容易释放，吸收增加如去氧胆酸钠-灰黄霉素 2、生物膜通透性的影响 溶解类脂，增加通透性，吸收增加如头孢菌素钠、四环素 3、对胃排空的影响 形成高粘度的团块，胃排空降低，增加吸收，如Vb12的吸收 但药物扩散受阻，降低吸收 （二）表面活性剂与蛋白质的反应： 1、离子型的: 破坏蛋白质的一级结构 2、各种类型的: 破坏蛋白质二维结构，使蛋白质变性。

三）毒性 1、刺激性 阳离子型阴离子型非离子型 2、毒性： 阳离子型阴离子型非离子型 如脂肪酸磺酸钠口服LD50 1600-6500；而吐温25000 3、溶血 ●阳离子型和阴离子型强溶血，不得用于注射 ●非离子型 ○聚氧乙烯烷基醚聚氧乙烯脂肪酸酯吐温类 ○吐温20吐温60吐温40吐温80 但0.25%吐温80出现溶血，吐温80仅用于肌注 ●静脉注射；Poloxamer188和磷脂五、 应用 （一）直接作为药：阳离子型用于消毒、杀菌、防腐 （二）增溶剂 1、增溶 2、增溶剂HLB 15~19 非离子型表面活性剂 3、增溶质 （三）乳化剂 1、乳化 2、乳化剂；HLB 3~8 W/O； 8~16 O/W 复合乳化剂，较单一乳化剂效果好 （四）润湿剂 1、润湿 2、润湿剂 HLB7~9 3、接触角 90 称为不润湿， 0  完全润湿； 180 完全不润湿 甲基泼尼松微粉90，若加入吐温80，=0五）起泡剂与消泡剂 ●泡沫 ●起泡剂 如外用避孕泡腾片 另泡沫给中草药提取、浓缩操作带来困难 ●消泡剂 HLB 1~3 如硅酮、辛醇等 （六）去污剂与洗涤剂 ●去污剂与洗涤剂: HLB13~16 一价肥皂、十二烷基硫酸钠等 ●去污作用 （七）其他 ●透皮促进剂 1~2% ●晶型稳定剂,第二节 药用高分子材料(polymer in pharmaceutics) 一、定义、命名、分类 （一）定义 高分子化合物(macromolecules)又称为聚合物(polymer): 若干重复单元形成的长链结构的大分子量化合物。

104~106 1、结构式 ［ 重复单元 ］n n称为聚合度 如 ［ CH2－CH ］n ∣ Cl 2、具有独特的物理－力学性质： ●粘稠的液态和固态不能气化 ●固态具有粘弹性高机械强度、高弹性和可塑性等，优良的载体材料 ●溶剂中溶胀特性，溶解后高粘度加工成纤维和薄膜二）命名 1、天然聚合物 有专门的名称 2、合成聚合物 ●一种单体聚合的高分子聚”单体如聚乳酸 ●二种单体缩聚的高分子， “聚”链节 ●二种或二种以上单体聚合的高分子后缀“共聚物” 3、商品名如”Pluronic”聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物 4、系统命名法,,二、物理化学性质 （一）分子量和分子量分布 1、分子量表示方法 （1）数均分子量（Number-average molecular weight，Mn）ni Mn＝(niMi)/ni=(n/ni)Mi 依数性方法(冰点降低法、渗透压法) 和端基滴定法测定 （2）重均分子量（Weight-average molecular weight，Mw）Wi Mw=(WiMi)/Wi＝Wi/Wi) ·Mi=(niMi2)/(niMi) 光散射法测定 （3）Z均分子量（Z-average molecular weight，Mz）Zi＝WiMi Mz=(ZiMi)/Zi＝(Zi/Zi) ·Mi=(niMi3)/(niMi2) 超离心法测定 （4）粘均分子量（Viscosity- average molecular weight，Mv） Mark-Houwin方程： []=kM Mv=[(WiMi)/Wi]1/＝[(niMi1＋)/(niMi)]1/ α值在0.5～0.9之间. 故MzMwMvMn,2、聚合物分子量分布曲线 （1）聚合物分子量分布曲线： ●分级：将高分子样品分成不同分子量的级分。

逐步沉淀分级； 逐步溶解分级； GPC(凝胶渗透色谱〕 ●分布曲线： 被分离的各级分的重量分率对平均分子量作图 （2）分布指数（Mw/Mn）： Mw/Mn也表示分子量多分散性 Mw / Mn 分子量分布情况 1 均一分布 接近 1 (1.5 ~ 2） 分布较窄 远离 1 (20 ~ 50) 分布较宽 （二）溶胀与溶解 溶胀→溶解 凝胶:溶胀的三维网状结构高分子,,（三）高分子物理状态 1、 玻璃态 2、高弹态（结晶高分子无高弹态） 3、粘流态 ● 玻璃化温度Tg ● 粘流温度Tf,三、药用高分子材料 （一）天然高分子材料: 1、淀粉由直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)组成 ●直链淀粉 M=3.2104~1.6105n=200~98020%~25% ●支链淀粉 其直链部分-1,4甙键，而分支处-1，6甙键 M=1000万~2亿，n=5万~100万 ●白色粉末，不溶于水，稀释剂、填充剂和崩解剂等 淀粉浆为粘合剂可压性差 2、淀粉衍生物 （1）预胶化淀粉（pregelatinized starch）部分水解的产物。

直接压片美国、英国、日本药典已收载 （2）羧甲基淀粉钠(sodium carboxymethylstarch, CMSNa) 高效崩解剂，吸水膨胀300倍直接压片,3、纤维素（cellulose） 1，4甙键构成，n=100－10000 （1）纤维素酯类 醋酸纤维素（cellulose。