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1、药药 剂剂 学学（Pharmaceutics）第四章主要内容第四章主要内容o表面活性剂的概念、分类和结构特征 o表面活性剂在溶液中形成胶束理论 o表面活性剂的HLB值o在药物制剂中的基本性质和应用1. 表面现象和表面张力表面现象和表面张力o你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？一、基本概念一、基本概念u界面：界面：物体相之间的交界面称为界面；物体相之间的交界面称为界面；u表面：表面：固体或液体与气体之间的界面通常称为表面；固体或液体与气体之间的界面通常称为表面；u常见的界面有：常见的界面有：气气-液液界面界面(液体表面液体表面)，气气-固固界面界面
2、(固固体表面体表面)，液液-液液界面，界面，液液-固固界面，界面，固固-固固界面。界面。u界面现象：物体相界面间发生的物理化学现象。界面现象：物体相界面间发生的物理化学现象。u表面现象：表面现象：气气-固或气固或气-液之间的液之间的界面现象。界面现象。一、基本概念一、基本概念u界面表面分子收到的作用力和界面表面分子收到的作用力和 内部分子受到的作用力和不同。内部分子受到的作用力和不同。u表面张力表面张力：微观上表面分子受到垂直指向液体内部的合力，：微观上表面分子受到垂直指向液体内部的合力，宏观上液体表面上任何部分单位长度直线上的收缩力。宏观上液体表面上任何部分单位长度直线上的收缩力。u表面张力
3、方向：表面张力的方向表面张力方向：表面张力的方向与液面相切与液面相切，并与液面的，并与液面的任何两部分分界线垂直。单位任何两部分分界线垂直。单位N/m。一、基本概念一、基本概念u表面自由能：表面自由能：在表面张力作用下，液面发生收缩，液体在表面张力作用下，液面发生收缩，液体比表面积增加，表面分子增加的能量称为表面自由能。比表面积增加，表面分子增加的能量称为表面自由能。u比表面自由能：比表面自由能：单位表面增加的能量。单位表面增加的能量。u表面张力与比表面自由能表面张力与比表面自由能数值上相等并且具有相同的度数值上相等并且具有相同的度量单位量单位。u界面现象与表面张力在药剂学普遍存在：药物吸附、
4、润界面现象与表面张力在药剂学普遍存在：药物吸附、润湿、铺展、溶解，乳剂、混悬剂稳定性，药物经皮吸收。湿、铺展、溶解，乳剂、混悬剂稳定性，药物经皮吸收。二、液体铺展二、液体铺展n铺展：铺展：分子之间的相互作用使一种分子之间的相互作用使一种 液体覆盖在另一种液体表面并形成一层液膜。液体覆盖在另一种液体表面并形成一层液膜。n铺展测试实验：铺展测试实验：将一些滑石粉或活性炭粉末撒在水面上，滴将一些滑石粉或活性炭粉末撒在水面上，滴入液滴，如果能够铺展，则固体粉末从液体滴入位置迅速向入液滴，如果能够铺展，则固体粉末从液体滴入位置迅速向四面散开。四面散开。u铺展应用：铺展应用：添加表面活性剂增加油脂的铺展系
5、数，使油脂性软膏在皮肤添加表面活性剂增加油脂的铺展系数，使油脂性软膏在皮肤上均匀涂抹药物吸附。上均匀涂抹药物吸附。加入磷脂等脂质成分制成脂质体，帮助水溶性药物透过细胞加入磷脂等脂质成分制成脂质体，帮助水溶性药物透过细胞膜进入细胞。膜进入细胞。n润湿：润湿：液体在固体表面自发地铺展的一种界面现象，与界面张力密切相关。液体在固体表面自发地铺展的一种界面现象，与界面张力密切相关。n润湿形成的接触角与界面张力之间的关系满足杨氏方程：润湿形成的接触角与界面张力之间的关系满足杨氏方程：-dG=1-g(1+cos)dG为自由能降低；为自由能降低；1-g固体表面自由能；固体表面自由能；界面切线与界面夹角界面切
6、线与界面夹角(接触角接触角)n接触角越小，体系表面自由能降低得越多，固体表面越容易被液体润湿。接触角越小，体系表面自由能降低得越多，固体表面越容易被液体润湿。n润湿应用：润湿应用：滑石粉或活性炭密度比水大，却能漂浮于水面。滑石粉或活性炭密度比水大，却能漂浮于水面。崩解剂既提高片剂与水的润湿性，也促进水分子进入片芯，加快崩解。崩解剂既提高片剂与水的润湿性，也促进水分子进入片芯，加快崩解。硫磺不溶于水，难以分散，加入表面活性剂降低固硫磺不溶于水，难以分散，加入表面活性剂降低固-液界面的接触角，提高润湿性。液界面的接触角，提高润湿性。三、润湿三、润湿完全润湿完全润湿可润湿可润湿不润湿不润湿完全不润湿
7、完全不润湿四、吸附四、吸附p固体和液体表面层存在表面张力与自由能，体系趋向于降低自由固体和液体表面层存在表面张力与自由能，体系趋向于降低自由能以能以达到稳态。达到稳态。p固体表面通过富集气体或溶液中的溶质实现稳态平衡。固体表面通过富集气体或溶液中的溶质实现稳态平衡。n产生固产生固-气气/固固-液界面吸附液界面吸附p液体表面依靠吸附于体系的溶质以降低自由能活表面张力液体表面依靠吸附于体系的溶质以降低自由能活表面张力 n产生液产生液-气气/液液-液界面吸附液界面吸附p吸附分为物理吸附和化学吸附吸附分为物理吸附和化学吸附(离子交换、氢键吸附离子交换、氢键吸附)。p影响吸附的因素：比表面积、溶解介质、
8、影响吸附的因素：比表面积、溶解介质、pH、温度和溶质的溶解、温度和溶质的溶解度。度。p液液-液液(气气)吸附：吸附：p溶质分子在界面聚集或反聚集，导致溶液表面张力的变化。溶质分子在界面聚集或反聚集，导致溶液表面张力的变化。溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢增加，如溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢增加，如无机电解质无机电解质与水分子与水分子具有良好的亲和力。具有良好的亲和力。溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢降低，如溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢降低，如低分子量的极性有机低分子量的极性有机化合物化合物，亲水基亲水性较弱且亲水性随烷基链长的增加而降低。，亲水基亲水性较弱且亲水性随烷基链长的增加而降低
9、。溶质分子少量存在导致表面张力快速降低，但浓度到达一定值时，溶质分子少量存在导致表面张力快速降低，但浓度到达一定值时，表面张力变化很小，如表面张力变化很小，如表面活性剂表面活性剂。p固固-液吸附：固体从溶液中吸附溶质液吸附：固体从溶液中吸附溶质(溶剂分子或其他组分溶剂分子或其他组分)p吸附规则：非极性吸附剂优先吸附极性溶剂溶剂中的非极性成吸附规则：非极性吸附剂优先吸附极性溶剂溶剂中的非极性成分。分。p固固-液吸附液吸附应用：吸附脱色、色谱分离、蛋白质吸附。应用：吸附脱色、色谱分离、蛋白质吸附。p吸附作用对处方设计和吸收与药效的影响：吸附作用对处方设计和吸收与药效的影响：掩盖气味：地西泮吸附于硅
10、酸铝镁颗粒上掩盖苦味掩盖气味：地西泮吸附于硅酸铝镁颗粒上掩盖苦味增溶与促吸收：表面活性剂吸附于难溶性药物颗粒上增溶与促吸收：表面活性剂吸附于难溶性药物颗粒上疗效下降：季铵盐类化合物与处方中其它组分吸附作用导致药疗效下降：季铵盐类化合物与处方中其它组分吸附作用导致药物活性降低。物活性降低。2. 表面活性剂表面活性剂 随着表面活性剂的发展和整个工业水平的提高，表面活性剂已从随着表面活性剂的发展和整个工业水平的提高，表面活性剂已从日常生活中的家用洗涤剂与个人护理用品，进入了国民经济各个领域。日常生活中的家用洗涤剂与个人护理用品，进入了国民经济各个领域。洗涤剂洗涤剂医药医药造纸和消防造纸和消防纺织、印
11、染纺织、印染石油工业石油工业农药农药塑料和建材塑料和建材食品加工业食品加工业生物化工生物化工化妆品化妆品表面活性剂表面活性剂一、表面活性剂的概念和结构特点一、表面活性剂的概念和结构特点o表面活性剂表面活性剂(surfactant)是指能使液体的表面张是指能使液体的表面张力发生明显降低的物质力发生明显降低的物质(SAA) 。o表面活性剂表面活性剂一词来自英文一词来自英文Surfactant。 Surface（表面）（表面）+ Active（活性）（活性）+ Agent（添加剂）（添加剂）o具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡、起泡等应用性质。泡等应用性
12、质。 亲水亲油两亲性 亲水基团疏水基团p分子结构具有分子结构具有双亲性双亲性疏水基团疏水基团C8-C20的链烃的链烃亲水基团亲水基团:电负性较强的原子团或原子，电负性较强的原子团或原子，如硫酸基、磺酸基、磷酸基、羟基、羧基、如硫酸基、磺酸基、磷酸基、羟基、羧基、醚基、巯基、氨基、酰胺基、聚氧乙烯基等醚基、巯基、氨基、酰胺基、聚氧乙烯基等。 1) 疏水基团引入碳链分支，提高降低表面张力能力疏水基团引入碳链分支，提高降低表面张力能力 2) 亲水基团在分子中间比在末端的润湿性作用强，亲水基团在分子中间比在末端的润湿性作用强， 在末端的比在中间的去污作用强。在末端的比在中间的去污作用强。 19二、表面
13、活性剂的种类二、表面活性剂的种类o根据来源：根据来源：天然表面活性剂和合成表面活性剂天然表面活性剂和合成表面活性剂o根据溶解性：根据溶解性：水溶性表面活性剂和油溶性表面活性剂水溶性表面活性剂和油溶性表面活性剂o根据相对分子质量：根据相对分子质量：高分子表面活性剂和低分子表面活性剂高分子表面活性剂和低分子表面活性剂高高分分子子表表面面活活性性剂剂：降降低低表表面面张张力力、增增溶溶力力、渗渗透透力力等等较较低低分分子子表表面面活活性性剂剂弱弱，乳乳化化力力强强，常常作作保保护护胶胶体体。如如海海藻藻酸酸钠钠、羧羧甲甲基基纤纤维维素素钠钠、甲甲基基纤纤维维素素、聚聚乙乙烯烯醇、聚维酮等。醇、聚维酮
14、等。表表面面活活性性剂剂 离子型离子型 （水中能电离）（水中能电离） 非离子型非离子型（水中不电离）（水中不电离）脂肪酸甘油酯脂肪酸甘油酯多元醇多元醇型型聚氧乙烯聚氧乙烯型型聚氧乙烯聚氧乙烯- -聚氧丙烯聚氧丙烯型型阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型两性离子型两性离子型p 根据极性基团的解离性质进行分类根据极性基团的解离性质进行分类211.阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂 o阴阴离离子子表表面面活活性性剂剂在在水水中中解解离离成成疏疏水水基基烃烃链链和和亲亲水水基基阴阴离离子子组组成成的的表表面面活活性部分性部分。o按亲水基分为按亲水基分为高级脂肪酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐。高级脂肪酸盐
15、、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐。o该类表面活性剂在该类表面活性剂在pH=7以上活性较强，以上活性较强，pH=5以下活性较弱。以下活性较弱。o该类表面活性剂常用作去污剂，由于该类表面活性剂常用作去污剂，由于毒性较大毒性较大，在制剂中应用较少。，在制剂中应用较少。（1）高级脂肪酸盐：）高级脂肪酸盐： 通式通式(RCOO)nMn+，R为C11-C17长烃链，M为金金属离子。俗称肥皂，以油脂与碱皂化制造。属离子。俗称肥皂，以油脂与碱皂化制造。(一一) 离子表面活性剂离子表面活性剂（1）高级脂肪酸盐）高级脂肪酸盐p根据根据M的不同的不同 碱金属皂碱金属皂(一价皂一价皂): 可溶性皂，可溶性皂，通式通式RCO
16、OM+，一般为，一般为钾钾盐、钠盐盐、钠盐，如，如硬脂酸钠、硬脂酸钾，硬脂酸钠、硬脂酸钾，pH=9以上稳定，作增以上稳定，作增溶剂和溶剂和O/W型乳化剂，刺激性大，常用于外用乳膏。型乳化剂，刺激性大，常用于外用乳膏。 多价金属皂多价金属皂: 不溶性皂，多价金属的高级脂肪酸，如硬脂酸不溶性皂，多价金属的高级脂肪酸，如硬脂酸钙、硬脂酸镁，不溶于水，也不溶于乙醇和乙醚，水中不钙、硬脂酸镁，不溶于水，也不溶于乙醇和乙醚，水中不解离、不水解，解离、不水解，作作W/O型乳化剂型乳化剂及片剂的疏水性润滑剂。及片剂的疏水性润滑剂。 有机胺皂：脂肪酸与有机胺反应成皂，如硬脂酸三乙醇胺，有机胺皂：脂肪酸与有机胺反
17、应成皂，如硬脂酸三乙醇胺，作作O/W型乳化剂型乳化剂。（2）硫酸酯盐）硫酸酯盐p通式为通式为ROSO3-M+，R为为C11-C18。p分类：硫酸化油分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇高级脂肪醇硫酸酯类硫酸酯类 (十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠/月桂醇硫酸钠月桂醇硫酸钠SDS、月桂醇硫酸、月桂醇硫酸镁镁) 。p高级脂肪醇硫酸酯类以高级脂肪醇硫酸酯类以高级脂肪醇高级脂肪醇与与硫酸酯化剂硫酸酯化剂酯化制备。酯化制备。p通式：通式：RSO3-M+ ，为脂肪酸或脂肪醇，为脂肪酸或脂肪醇 或不饱和脂肪油经或不饱和脂肪油经磺化磺化后，用后，用碱中和碱中和所得。所得。
18、p分分类类：脂脂肪肪族族磺磺酸酸化化物物，如如二二辛辛琥琥珀珀酸酸脂脂磺磺酸酸钠钠；烷烷基基芳芳基基磺磺酸酸化化物物，如如十十二二烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠，常常用用洗洗涤涤剂剂；烷烷基基苯苯磺酸化物磺酸化物；胆酸盐胆酸盐，如牛磺胆酸钠。，如牛磺胆酸钠。p性质：水溶性，在酸性条件下不易水解，遇热较稳定。性质：水溶性，在酸性条件下不易水解，遇热较稳定。p应应用用：用用作作胃胃肠肠脂脂肪肪的的乳乳化化剂剂和和单单脂脂肪肪酸酸甘甘油油酸酸的的增增溶溶剂剂；较好的洗涤剂。较好的洗涤剂。 （3）磺酸盐）磺酸盐p一般式ROPO3Na2和（RO）2PO2Na单酯盐双酯盐p 性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能
19、力较强，洗净能性质与硫酸酯盐相近，抗电解质、硬化能力较强，洗净能力好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化力好，为低泡性表面活性剂。可作为净洗剂、润湿剂、乳化剂、抗静电剂和抗蚀剂。剂、抗静电剂和抗蚀剂。缺点：污染环境、影响水质。缺点：污染环境、影响水质。(4）磷酸酯盐类2.阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂 o阳阳离离子子表表面面活活性性剂剂在在水水中中解解离离成成疏疏水水基基烃烃链链和和亲亲水水基基阳阳离离子子组组成成的的表表面面活性部分活性部分，又称阳性皂或逆行肥皂。，又称阳性皂或逆行肥皂。o结构：亲水基团一般为五价氮原子，少数含磷、硫、砷。结构：亲水基团一般为五价氮原子，少数
20、含磷、硫、砷。 胺盐型，通式：胺盐型，通式：RNHRNH3 3+ +XX- -，RR2 2NHNH2 2+ +XX- -，如氯苄甲乙胺；，如氯苄甲乙胺； 季铵盐型，通式：季铵盐型，通式：RR1 1R R2 2N N+ +R R3 3R R4 4XX- -，如新洁尔灭，如新洁尔灭。o性性质质：水水溶溶性性好好，在在酸酸性性、碱碱性性溶溶液液中中较较稳稳定定，虽虽具具有有增增溶溶、乳乳化化、分分散等作用，但毒性较大，一般不单独用作制剂辅料。散等作用，但毒性较大，一般不单独用作制剂辅料。o特点：良好的表面活性，很强的杀菌作用。特点：良好的表面活性，很强的杀菌作用。o应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器
21、械的消毒。应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械的消毒。 o常常用用品品种种：苯苯扎扎氯氯铵铵(洁洁尔尔灭灭)：常常用用浓浓度度0.01-0.02%杀杀菌菌力力强强稳稳定定 可可 降降 低低 溶溶 液液 的的 表表 面面 张张 力力 。 苯苯 扎扎 溴溴 铵铵 (新新 洁洁 尔尔 灭灭 ) 。CH3(CH2)11N+Me2C7H7Br-o分子结构中同时具有阴离子和阳离子的亲水基团。o两性表面活性剂在水中电离时，因同时存在两种电荷，因此有一个等电点 pI；o溶液的pH 值低于pI 时(酸性介质酸性介质)，呈正电性，具有阳离子表面活性剂作用，具有很强的杀菌能力具有很强的杀菌能力；o当pH 高于pI
22、时(碱性介质碱性介质)，呈负电性，具有阴离子表面活性剂的作用，具有良好的起泡、去污作用具有良好的起泡、去污作用。o在等电点附近时则呈非离子型表面活性剂性质。(二二)两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂n属天然表面活性剂属天然表面活性剂n结构：亲水基由一个结构：亲水基由一个磷酸基团磷酸基团和和季铵盐碱基季铵盐碱基组成，组成，疏水基团含两个较长的烃链。疏水基团含两个较长的烃链。n卵磷脂是一混合物，包含甘油磷脂（脑磷脂、磷卵磷脂是一混合物，包含甘油磷脂（脑磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等，各组分的比例不同，脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等，各组分的比例不同，影响其性能。影响其性能。n磷脂酰胆碱含量高磷脂酰胆
23、碱含量高：O/W型乳化剂，肌醇磷脂含型乳化剂，肌醇磷脂含量高：量高：W/O型乳化剂。型乳化剂。n对热十分敏感，酸、碱、酯酶作用下易水解，不对热十分敏感，酸、碱、酯酶作用下易水解，不溶于水，易溶于氯仿、乙醚、石油醚等。溶于水，易溶于氯仿、乙醚、石油醚等。n制备制备注射用乳剂注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料。、脂质微粒剂主要辅料。(1)卵磷脂n 合成化合物合成化合物n 结构：阴离子部分主要是羧酸盐，结构：阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分分为：其阳离子部分分为： 氨基酸型氨基酸型胺盐（胺盐（RNH2CH2CH2COO） 甜菜碱型甜菜碱型季胺盐（季胺盐（RN(CH3)2CH2COO）n 氨基酸型氨基
24、酸型在等电点时亲水性减弱，可能沉淀，在等电点时亲水性减弱，可能沉淀，甜菜碱型甜菜碱型易溶于酸、碱、中性溶液，易溶于酸、碱、中性溶液，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。 n 常用的氨基酸两性离子表面活性剂常用的氨基酸两性离子表面活性剂TegoTego杀菌作用强而毒杀菌作用强而毒性小于阳离子表面活性剂。性小于阳离子表面活性剂。（2）氨基酸型与甜菜碱型）氨基酸型与甜菜碱型30(三三) 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 o在水溶液中不是解离状态故称之。在水溶液中不是解离状态故称之。 o结结构构组组成成：亲亲水水基基团团(羟羟基基OH、醚醚键键R-O-R1)
25、；亲亲油油基基团团(长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基长链脂肪酸、长链脂肪醇、烷基或芳基)；o亲水亲油平衡值：亲水亲油平衡值：HLB小，亲脂性强。小，亲脂性强。o性性质质：稳稳定定性性高高，化化学学上上不不解解离离，不不易易受受电电解解质质、pH值值的的影影响，毒性低、溶血作用较小响，毒性低、溶血作用较小o应用广泛：能与大多数药物配伍，可作增应用广泛：能与大多数药物配伍，可作增溶、乳化、分散剂溶、乳化、分散剂 (外用制剂、口服制剂、个别可注射剂外用制剂、口服制剂、个别可注射剂)。o按亲水基团不同分为按亲水基团不同分为聚乙二醇型聚乙二醇型和和多元醇型多元醇型。(1)(1)聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙
26、烯烷基酚醚聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚o系聚乙二醇与脂肪醇系聚乙二醇与脂肪醇/酚缩合而成的醚酚缩合而成的醚。 o通式通式: RO(CH2O CH2)nH与与RC6H5O(CH2O CH2)nH o产品有产品有: o1）苄泽类苄泽类(Brij)，如，如Brij-30 和和-35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇的缩合物。醇的缩合物。 2）西土马哥西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩为聚乙二醇与十六醇的缩合物。合物。3）平平加平平加0-20(Perogol O)为为15单位聚氧乙烯与油醇的缩合物。单位聚氧乙烯与油醇的缩合物。 4）埃莫尔弗
27、埃莫尔弗(Emlphor)为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由为一类聚氧乙烯蓖麻油化合物，由20个单位以个单位以上的聚氧乙烯与油醇缩合而成。上的聚氧乙烯与油醇缩合而成。 如如Cremophore EL为聚氧乙烯蓖麻油为聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯单位为甘油醚，氧乙烯单位为3540，HLB1214。 o该表面活性表面活性剂主要是主要是增溶增溶剂和和O/W型乳化型乳化剂。1.聚氧乙烯型聚氧乙烯型(2)(2)聚氧乙烯脂肪酸酯聚氧乙烯脂肪酸酯o系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的系聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯。酯。 o通式通式: RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH o产品有产品有: 卖泽Myri
28、类、聚乙二醇、聚乙二醇-15-羟基硬脂酸基硬脂酸酯、聚乙二、聚乙二醇醇1000维生素生素E琥珀酸琥珀酸酯。 o应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和应用：具有较强水溶性，乳化能力强，作增溶剂和O/W型型乳化剂。乳化剂。1.聚氧乙烯型聚氧乙烯型聚乙二醇的醚键为何具有亲水性？聚乙二醇的醚键为何具有亲水性？(3)(3)聚氧乙烯聚氧乙烯- -聚氧丙烯共聚物聚氧丙烯共聚物o系系1000-2500聚氧丙烯聚氧丙烯PO与聚氧乙烯与聚氧乙烯EO缩合而成的缩合而成的酯。酯。 o通式通式: 亲水基亲水基 憎水基憎水基 亲水基亲水基o产品有产品有:泊洛沙姆泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克，商品名
29、普朗尼克 (Pluronic),。 o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100014000；随聚氧丙烯比例增加，；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、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。分散、起泡和消泡等多种优良性能，但增溶能力较弱。o应用：应用：Poloxamer188 毒性、刺激性较小，不易引起过敏反应，可作为毒性、刺激性较小，不易引起过敏反应，可作为o/w型乳化剂，是目前用于型乳化剂，是目前用于静脉乳剂静脉乳剂少数合成的乳化剂之一，用本
30、品制备的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。乳剂能耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。1.聚氧乙烯型聚氧乙烯型甲基空间阻碍，甲基空间阻碍，不易形成氢键不易形成氢键p该类表面活性剂为疏水性脂肪酸与亲水性多元醇如甘油、季戊四醇、失水山梨醇作用生成的酯。2.多元醇型多元醇型 1515失水失水失水失水441山梨醇山梨醇四氢吡喃四氢吡喃四氢呋喃四氢呋喃（1 1）脂肪酸山梨坦：）脂肪酸山梨坦：司盘类司盘类Spans o即即失水山梨醇脂肪酸酯失水山梨醇脂肪酸酯，是山梨糖醇及其单酐和二，是山梨糖醇及其单酐和二酐酐与与脂肪酸反应生成的酯脂肪酸反应生成的酯(
31、混合物混合物)。 o根据脂肪酸品种数量不同分为：根据脂肪酸品种数量不同分为：o性质：性质： Spans20-40有一定水溶性，用作有一定水溶性，用作O/W型型乳化乳化剂，随着脂肪酸链长的增加和脂肪酸基团数量的增剂，随着脂肪酸链长的增加和脂肪酸基团数量的增多，疏水性变大，多，疏水性变大， Spans60以上以上用作用作W/O乳剂的乳乳剂的乳化剂。化剂。酸、碱、酶的作用下易水解。酸、碱、酶的作用下易水解。o应用：一般用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助应用：一般用于搽剂，软膏，亦可作为乳剂的辅助乳化剂乳化剂。Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸脂肪酸单月桂单月桂酸酸单棕榈单棕榈酸酸单硬
32、脂单硬脂酸酸三硬脂三硬脂酸酸单油酸单油酸三油酸三油酸2.多元醇型多元醇型 （2） 聚山梨酯：吐温聚山梨酯：吐温Tweens p即即聚氧乙烯失水山梨醇聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯脂肪酸酯 p在司盘类的剩余羟基上结合聚氧乙烯得到的酯在司盘类的剩余羟基上结合聚氧乙烯得到的酯(亲水性化合物亲水性化合物)。因也有一次和二次脱水，故为混合物。因也有一次和二次脱水，故为混合物。p脂肪酸脂肪酸品种和数量不同分为：品种和数量不同分为：p应用：亲水性大大增加，聚山梨酯易溶于水，为应用：亲水性大大增加，聚山梨酯易溶于水，为O/W型型乳化乳化剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。剂，用作增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂
33、。2.多元醇型多元醇型 Tween-20-40-60-65-80-85脂肪酸脂肪酸单月桂单月桂酸酸单棕榈单棕榈酸酸单硬脂单硬脂酸酸三硬脂三硬脂酸酸单油酸单油酸三油酸三油酸p 通常指分子量在通常指分子量在10001000以上，结构中同时存在亲水与疏水结构的材料称为高以上，结构中同时存在亲水与疏水结构的材料称为高分子表面活性剂。分子表面活性剂。p 可分为天然的、天然物质改性的和合成的三类。可分为天然的、天然物质改性的和合成的三类。天然及改性的，如淀粉、羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、丙烯睛接枝淀粉、天然及改性的，如淀粉、羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、丙烯睛接枝淀粉、丙烯酸接枝淀粉、羟甲基纤维素等。丙烯酸接枝淀粉
34、、羟甲基纤维素等。合成高分子表面活性剂：阴离子型、阳离子型、非离子型和两亲型。合成高分子表面活性剂：阴离子型、阳离子型、非离子型和两亲型。p 性能：降低表面张力的能力较弱，渗透性差，但乳化作用、分散性和稳定性能：降低表面张力的能力较弱，渗透性差，但乳化作用、分散性和稳定性较强。性较强。p 主要有：主要有：PEGPEG嵌段共聚物如聚己内酯嵌段共聚物如聚己内酯- -聚乙二醇；氨基糖类如疏水性基团修聚乙二醇；氨基糖类如疏水性基团修饰的壳聚糖；羧甲基纤维素衍生物。饰的壳聚糖；羧甲基纤维素衍生物。（四）高分子表面活性剂（四）高分子表面活性剂p表面活性剂在溶液的表面层聚集的现象称为表面活性剂在溶液的表面层
35、聚集的现象称为正吸附正吸附。p当水中当水中表面活性剂表面活性剂浓度很低时，分子聚集在水溶液表面，浓度很低时，分子聚集在水溶液表面，在水在水-空气界面产生定向排列，空气界面产生定向排列，亲水基亲水基朝向内部，朝向内部，亲油亲油基基朝向空气，在表面形成朝向空气，在表面形成单分子层单分子层，由于水分子和非极，由于水分子和非极性疏水基团的作用力小于水分子间的作用力，因此表面性疏水基团的作用力小于水分子间的作用力，因此表面收缩力降低，收缩力降低，表面张力降低表面张力降低。p正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性正吸附改变了溶液表面的性质，最外层呈现出碳氢链性质，体现出较低的表面张力，进而产生较
36、好的润湿性、质，体现出较低的表面张力，进而产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。乳化性、起泡性等。p当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张力很显著，当表面活性剂浓度很低，但降低表面活性张力很显著，则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。则它的表面活性越强，越容易形成正吸附。 三、表面活性剂的性质三、表面活性剂的性质1.1.表面活性剂分子在溶液中的正吸附表面活性剂分子在溶液中的正吸附p溶溶液液的的表表面面正正吸吸附附达达到到饱饱和和后后，当当溶溶液液内内表表面面活活性性剂剂分分子子数数目目不不断断增增加加时时，分分子子转转入入溶溶液液中中，因因亲亲油油基基团团的的存存在在使使水水分分子子与与表表面面
37、活活性性剂剂分分子子间间的斥力远大于引力，的斥力远大于引力，其疏水部分相互吸引，缔合在一起。其疏水部分相互吸引，缔合在一起。p表表面面活活性性剂剂分分子子自自身身依依靠靠范范德德华华力力相相互互聚聚集集，形形成成亲亲油油基基向向内内，亲亲水水基基向向外外，在在水水相相中中稳稳定定分分散散，大大小小在在胶胶体体粒粒子子范范围围的的缔缔合合体体，称称为为胶胶束束(micelles)。p一一定定温温度度、浓浓度度范范围围内内，胶胶束束有有一一定定的的分分子子缔缔合合数数，不不同同表表面面活活性性剂剂有有差差异异。离离子子型型表表面面活活性性剂剂的的缔缔合合数数10100，非非离离子子型型表表面面活活
38、性性剂剂缔缔合合数数较大（月桂醇聚氧乙烯醚，较大（月桂醇聚氧乙烯醚，25 oC缔合缔合5000） 。p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表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度最低浓度。 2.胶束的形成与结构胶束的形成与结构OOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWWOOOWW临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration)表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大C CMC溶液中的分子的憎水溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自基相互吸引，分子自
39、发聚集，形成发聚集，形成球状、球状、层状胶束层状胶束，将憎水基，将憎水基埋在胶束内部埋在胶束内部胶束的结构胶束的结构a.球状球状b.棒状棒状c.束状束状d.板状板状e.层状层状表面活性剂性质与CMCp 当溶液达到CMC后，胶束数量与表面活性剂的总浓度成正比。p达到CMC后，表面活性剂很多性质，如电导率、去污作用、渗透压、密度、表面张力和界面张力等都存在突变现象。根本原因是两亲性物质自身缔合形成胶束所致。界面张力表面张力临界胶束浓度去污作用密度改变电导率摩尔电导率渗透压浓度浓度表面活性剂溶液的性质表面活性剂溶液的性质o由于表面活性剂的物理性质在临界胶束浓度附由于表面活性剂的物理性质在临界胶束浓度
40、附近的较小范围内会发生突变，所以利用此特性，近的较小范围内会发生突变，所以利用此特性，可测定可测定CMC值。值。o测定方法主要有电导法、表面张力法、光散射测定方法主要有电导法、表面张力法、光散射法、染料法、增溶法以及荧光探针法。法、染料法、增溶法以及荧光探针法。临界胶束浓度临界胶束浓度CMC的测定的测定 tCMCCMC的测定的测定1.1.表表面面张张力力法法：以以表表面面张张力力对对浓浓度度的的对对数数作作图图，曲曲线线的的转转折折点点即即为为CMCCMC值值。适适合合于于离离子子表表面面活活性性剂剂和和非非离离子子型型表面活性剂。表面活性剂。2.2.电电导导法法：以以表表面面活活性性剂剂溶溶
41、液液的的摩摩尔尔电电导导率率对对浓浓度度或或浓浓度度的的平平方方根根作作图图，曲曲线线的的转转折折点点即即CMCCMC值值。适适合合于于离离子子表面活性剂表面活性剂。3.3.染染料料法法：表表面面活活性性剂剂溶溶液液增增溶溶染染料料前前后吸收光谱的变化。后吸收光谱的变化。4.4.光光散散射射法法：胶胶束束形形成成与与散散射射光光强强度度成成正比正比。 庚基乙二醇十二烷基醚的表面庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系张力与浓度的关系 十二烷基磺酸水溶液的十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系电导率与浓度的关系oCMC值与表面活性剂的结构和组成有关，同值与表面活性剂的结构和组成有关，同时时温度
42、、浓度、电解质、温度、浓度、电解质、pH值等因素对值等因素对CMC也会产生影响。也会产生影响。o在胶束形成的过程中，表面活性剂分子的热在胶束形成的过程中，表面活性剂分子的热运动和胶束外部的亲水基之间的静电排斥都运动和胶束外部的亲水基之间的静电排斥都不利于胶束的形成。所以，增加不利于胶束的形成。所以，增加亲油基、降亲油基、降低温度和加入无机盐低温度和加入无机盐都能使都能使缔合度缔合度增大，增大，CMC值减小。值减小。3. 影响临界胶束浓度的因素影响临界胶束浓度的因素o表面活性剂的分子结构表面活性剂的分子结构n疏水基团：疏水基团：CMC随碳链的增加而降低。随碳链的增加而降低。相同碳原子数的疏水基团
43、，相同碳原子数的疏水基团，含支链结构的比直链的含支链结构的比直链的CMC大大。疏水基中引入羟基等极性基团疏水基中引入羟基等极性基团CMC增大，且极性基团增大，且极性基团CMC的位的位置越靠近中间置越靠近中间CMC越大。越大。n亲水基团亲水基团聚氧乙烯型聚氧乙烯型SAA，聚氧乙烯链增加，聚氧乙烯链增加CMC增大增大nSAA种类：碳原子数相同，种类：碳原子数相同，CMC(直链离子型直链离子型SAA) CMC(直链非离子型直链非离子型SAA) n反离子：对于离子型反离子：对于离子型SAA，反离子与胶束的结合会降低离子间，反离子与胶束的结合会降低离子间的排斥力，显著降低的排斥力，显著降低CMC3.影响
44、临界胶束浓度的因素影响临界胶束浓度的因素二辛基二甲基二辛基二甲基氯化铵氯化铵十六烷基三甲十六烷基三甲基氯化铵基氯化铵CMC2.710-2mol/L1.410-3mol/L十二烷基硫酸十二烷基硫酸钠钠蔗糖十二烷酸蔗糖十二烷酸酯酯CMC8.610-3mol/L2.410-5mol/Lo电解质电解质n离子型离子型SAA ：加入无机电解质降低：加入无机电解质降低CMCn非离子型非离子型SAA ：加入无机电解质：加入无机电解质对疏水基团的盐溶对疏水基团的盐溶: CMC 增加增加盐析效应：盐析效应：CMC 降低降低o氢离子浓度氢离子浓度n肥皂类肥皂类SAA在低在低pH时会降低时会降低CMC(脂肪酸解离减少
45、脂肪酸解离减少)n阴离子型阴离子型SAA ：降低：降低pH时会降低时会降低CMC(有助于形成胶束有助于形成胶束)n两性离子型两性离子型SAA ：降低：降低pH时会增加时会增加CMC(阳离子促进解离阳离子促进解离)n聚乙二醇型聚乙二醇型SAA ：降低：降低pH时会增加时会增加CMC(增加聚乙二醇基增加聚乙二醇基的亲水性，促进醚键形成离子的亲水性，促进醚键形成离子)3.影响临界胶束浓度的因素影响临界胶束浓度的因素o醇醇n少量乙醇增加胶束稳定性，降低少量乙醇增加胶束稳定性，降低CMCn大量乙醇抑制胶束形成，大量乙醇抑制胶束形成，CMC增大增大o温度温度n非离子型非离子型SAA ：温度上升，减少分子水
46、合，降：温度上升，减少分子水合，降低低CMC。n离子型离子型SAA ：温度升高，热振动使胶束解离增：温度升高，热振动使胶束解离增加，分子缔合减少，加，分子缔合减少，CMC增加。增加。3.影响临界胶束浓度的因素影响临界胶束浓度的因素uCMC是表面活性剂表面活性的一种度量。是表面活性剂表面活性的一种度量。达到表面饱和吸附的浓度愈低；达到表面饱和吸附的浓度愈低；使表面张力降到最低值所需浓度愈低；使表面张力降到最低值所需浓度愈低；也就是表面活性愈高。也就是表面活性愈高。 在使用表面活性剂时，浓度一般比在使用表面活性剂时，浓度一般比CMC稍大些，稍大些，否则表面性能不能充分发挥。否则表面性能不能充分发挥
47、。形成胶束所需要的浓度愈低；形成胶束所需要的浓度愈低；CMC愈小愈小4.表面活性剂的溶解度u Krafft point 离子型表面活性剂离子型表面活性剂的溶解度的溶解度随温度变化的特点是在足够随温度变化的特点是在足够低的温度下，溶解度随温度低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达升高而慢慢增大，当温度达到某一定值后，溶解度会突到某一定值后，溶解度会突然增大然增大。该该温度称为温度称为Krafft 温度温度,也叫也叫K.P点点.离子型表面活性剂的溶离子型表面活性剂的溶解度曲线及解度曲线及K.P点点利用K.P点判断SAA的亲水亲油性烷基硫酸钠烃链长度与烷基硫酸钠烃链长度与K.P点之间的关系
48、点之间的关系n 在同系物中，烃链越长，在同系物中，烃链越长， K.P点越高，亲油性越好，点越高，亲油性越好， 亲水性越差，亲水性越差，CMC值越小。值越小。n K.P点越低，点越低， 亲油性越差，亲油性越差， 其亲水性越好。其亲水性越好。 阳离子型表面活性剂溶解度与温度关系，1，2，3分别为:14-烷基三甲基溴化铵，16-烷基三甲基溴化铵，18-烷基三甲基溴化铵u 昙点昙点(Cloud point)(Cloud point)o非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂溶液的溶解度随温度升高而下降，当温溶液的溶解度随温度升高而下降，当温度升到一定值时，溶液出现浑浊，甚至分层，这种现象称为度升到一定值时
49、，溶液出现浑浊，甚至分层，这种现象称为起浊起浊或或起昙起昙，此时的温度称为，此时的温度称为浊点浊点或或昙点昙点，即，即C.PC.P值。值。当温度上升时，当温度上升时，分子热运动分子热运动使氢键被削弱，升到一定温使氢键被削弱，升到一定温度，度，氢键断裂氢键断裂，水分子逐渐，水分子逐渐脱离后，表面活性剂从溶液脱离后，表面活性剂从溶液中析出，使溶液突然变浑浊。中析出，使溶液突然变浑浊。温度降低到昙点以下，氢键温度降低到昙点以下，氢键又重新生成，溶液变澄清。又重新生成，溶液变澄清。聚氧乙烯型聚氧乙烯型SAAokrafft点是离子型表面活性剂的特征值，亦点是离子型表面活性剂的特征值，亦是是离子表面活性剂
50、应用离子表面活性剂应用温度的下限温度的下限，即只有，即只有高于高于krafft点，表面活性剂才能更大地发挥点，表面活性剂才能更大地发挥作用。作用。 krafft点越高，溶解度越小。点越高，溶解度越小。o昙点是非昙点是非离子型表面活性剂的使用离子型表面活性剂的使用温度上限温度上限。昙点越高，溶解度越大。昙点越高，溶解度越大。4.亲水亲油平衡值亲水亲油平衡值（HLB）pSAA分子中亲水基团和亲油基团对油或水的综合亲和力称为分子中亲水基团和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲亲水亲油平衡值水亲油平衡值（hydrophine-lipophile balance, HLB）。）。pHLB范围：范围：040
51、pHLB 值愈大，亲水性愈强；值愈大，亲水性愈强； HLB 值愈小，亲油性愈强。值愈小，亲油性愈强。 p非离子非离子SAA的的HLB：020，完全由疏水碳氢基团组成的石蜡完全由疏水碳氢基团组成的石蜡为为0，完全由亲水性的氧乙烯组成的聚氧乙烯为，完全由亲水性的氧乙烯组成的聚氧乙烯为20，有碳氢链，有碳氢链和氧乙烯链组成的和氧乙烯链组成的SAA介于之间。介于之间。亲亲油性油性 亲亲水性水性 20聚氧乙烯聚氧乙烯石蜡石蜡HLB=亲油性亲油性亲水性亲水性10(1) 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) (
52、2)官能团计算法：如果HLB值是由表面活性剂分子中各结构基团贡献的总和，则每个基团对HLB值的贡献可用HLB基团数表示，则： HLB=(亲水基团亲水基团HLB)-(亲油基团亲油基团HLB)+7HLB值的计算值的计算 常用基团的常用基团的HLB值值亲水基团 基团数 亲油基团 基团数SO4Na 38.7 CH 0.475SO3Na 11.0 CH2 0.475COOK 21.1 CH3 0.475COONa 19.1 =CH 0.476N= 9.4 CH2CH2CH2O 0.15酯（失水山梨醇环） 6.8 CHCH2O 0.15酯（自由） 2.4COOH 2.1 苯环 1.662OH（自由） 1.
53、9 CF2 0.870O 1.3 CF3 0.870OH （失水山梨醇环） 0.5（CH2CH2O） 0.33 CH2CHO 0.15CH3CH3鲸蜡醇鲸蜡醇(C16H33OH)的的HLB计算：计算： HLB=1.9-16 (0.475)+7=1.3例例1: 用聚山梨酯用聚山梨酯20(HLB=16.7 )和司盘和司盘80 (HLB=4.3)制备制备HLB为为9.5的混合乳化剂的混合乳化剂100 g，问两者各应用，问两者各应用多少克多少克?例例2: 乳化硅油所需乳化硅油所需HLB值为值为10.5，若选用，若选用55%的聚的聚山梨酯山梨酯60（HLB值为值为14.9）与）与45%另一待测表面活另一
54、待测表面活性剂混合取得最佳乳化效果，试计算该表面活性剂性剂混合取得最佳乳化效果，试计算该表面活性剂的的HLB值？值？HLBab = HLBaWa + HLBbWbWa + Wb1369121518亲水亲油大部分消泡剂W/O型乳化剂润湿剂、铺展剂O/W型乳化剂去污剂增溶剂表面活性剂的表面活性剂的HLB值应用范围值应用范围lHLB=38(6) 可作为可作为W/O型乳化剂型乳化剂lHLB=79 可作为润湿剂可作为润湿剂lHLB=818 可作为可作为O/W型乳化剂型乳化剂lHLB=15以上以上 可作为增溶剂可作为增溶剂p表面活性表面活性剂毒性大小：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
55、型非离子型非离子型p非离非离子型表面活性子型表面活性剂毒性：毒性：聚氧乙聚氧乙烯烷基基醚芳基芳基醚脂肪酸脂肪酸酯聚山梨聚山梨酯类(吐温吐温类)。p口服口服给药：阳离子型阳离子型阴离子型阴离子型非离子型非离子型/两性两性。p静脉静脉给药的毒性的毒性口服，口服， 其中仍非离子型毒性其中仍非离子型毒性较低，低，泊洛沙姆泊洛沙姆Poloxamer188静脉注射毒性很低。静脉注射毒性很低。p刺激性刺激性：各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用或高浓度：各类表面活性剂以外用制剂的形式长期应用或高浓度使用时可能出现皮肤或粘膜损害使用时可能出现皮肤或粘膜损害(脱脂、过敏反应脱脂、过敏反应)。但。但仍以非仍以非
56、离子型的离子型的对皮肤，皮肤，粘粘膜的刺激性膜的刺激性为最小。最小。 5.表面活性剂的毒性表面活性剂的毒性u 溶血作用溶血作用：大量水分子穿过红细胞膜进入红细胞内，使其大量水分子穿过红细胞膜进入红细胞内，使其渗透性增强而被胀破。渗透性增强而被胀破。u溶血性：溶血性：阴、阳离子表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶阴、阳离子表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶血作用。非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。血作用。非离子型表面活性剂也有溶血作用，但一般较小。u 在亲水基为聚氧乙烯基非离子表面活性剂中，以吐温类的在亲水基为聚氧乙烯基非离子表面活性剂中，以吐温类的溶血作用最小，溶血作用最小，吐温吐温20吐
57、温吐温40吐温吐温60吐温吐温80。溶血溶血四、表面活性剂的应用四、表面活性剂的应用p增增溶溶：指指使使难溶溶性性活活性性成成分分的的溶溶解解度度增增加加而而溶溶于于分分散散介介质的的过程。程。p增增溶溶剂：用用于于增增溶溶的的表表面面活活性性剂，用用非非离离子子型型表表面面活活性性剂作增溶作增溶剂的最适的最适HLB值为15-18，如吐温、，如吐温、卖泽。p增溶增溶质：被增溶的物：被增溶的物质。p1g的的SAA增增溶溶药药物物达达到到饱饱和和浓浓度度时时为为最最大大增增溶溶浓浓度度(MAC，maximum additive concentration)。达达到到MAC后后，继继续加入药物：液体
58、（乳浊液），固体（沉淀）。续加入药物：液体（乳浊液），固体（沉淀）。p增增溶溶作作用用举例例：甲甲酚酚在在水水中中溶溶解解度度为为2%，在在肥肥皂皂溶溶液液中可增加到中可增加到50%。1、增溶剂、增溶剂(solubilizers)与增溶与增溶n增溶的方式：增溶的方式：a 内部溶解型内部溶解型(在胶束内的增溶在胶束内的增溶)；b 交错插入交错插入型型(在表面活性剂分子间的增溶在表面活性剂分子间的增溶)；c 表面吸附型表面吸附型(在胶束表在胶束表面的吸附增溶面的吸附增溶)；d 外壳溶解型外壳溶解型(增溶于胶团的极性基层增溶于胶团的极性基层)。长链醇、胺等长链醇、胺等极性有机分极性有机分子子，一般以
59、非极性碳氢链，一般以非极性碳氢链插入胶团内部，而极性头插入胶团内部，而极性头处于表面活性剂极性基之处于表面活性剂极性基之间，并通过氢键或偶极子间，并通过氢键或偶极子相互作用相互作用。饱和脂肪烃、环烷烃饱和脂肪烃、环烷烃及苯等不易极化的及苯等不易极化的非非极性有机化合物极性有机化合物，被，被增容在胶束内部，完增容在胶束内部，完全处于非极性环境中。全处于非极性环境中。既不溶于水也不溶于油的小既不溶于水也不溶于油的小分子分子极性有机化合物极性有机化合物，如苯，如苯二甲酸二甲酯以及一些染料，二甲酸二甲酯以及一些染料，吸附于胶团的外壳或部分进吸附于胶团的外壳或部分进入表面活性剂极性基层而被入表面活性剂极
60、性基层而被增溶。增溶。短链芳香烃类的苯、乙苯短链芳香烃类的苯、乙苯等等较易极化的碳氢化合物较易极化的碳氢化合物，在聚氧乙烯基为亲水基的在聚氧乙烯基为亲水基的非离子表面活性剂胶团溶非离子表面活性剂胶团溶液中，增溶于胶团的聚氧液中，增溶于胶团的聚氧乙烯外壳中。乙烯外壳中。o增溶机理增溶机理：表面活性剂能够增溶，一般认为是表面活性剂能够增溶，一般认为是由于表面活性剂在水中由于表面活性剂在水中形成胶束形成胶束的结果。的结果。增溶量：增溶量： 4 2 1 3栅栏层栅栏层栅栏层栅栏层2.影响增溶的因素影响增溶的因素p 增溶剂的性质增溶剂的性质同系物中，每增加一个碳原子，同系物中，每增加一个碳原子，CMC近
61、减半，近减半， CMC越小越小，缔合数越大，增溶量随之增加，缔合数越大，增溶量随之增加，MAC越高越高。碳数相同时，含支链或不饱和键碳数相同时，含支链或不饱和键(苯、双键苯、双键)多者，多者，CMC增大。增大。增溶作用：增溶作用：非离子型非离子型SAA 阳阳离子型离子型SAA 阴阴离子型离子型SAA p 增溶质的性质增溶质的性质同系物的脂肪烃和烷基芳烃，增溶量随同系物的脂肪烃和烷基芳烃，增溶量随碳链增加而降低碳链增加而降低碳数相同时，增溶量：碳数相同时，增溶量：环状和不饱和化合物环状和不饱和化合物饱和化合物饱和化合物增溶量：增溶量：极性大的化合物（胶束表层）极性大的化合物（胶束表层） 极性小的
62、化合物极性小的化合物（胶束内部）（胶束内部）带带支链的支链的饱和化合物与相应的饱和化合物与相应的直链异构体直链异构体增溶量大致相同。增溶量大致相同。n温度对增溶的影响表现在三方面：温度对增溶的影响表现在三方面： （1）影响胶束的形成）影响胶束的形成 （2）影响增溶质的溶解度）影响增溶质的溶解度 （3）影响）影响SAA的溶解度的溶解度(Krafft点、昙点点、昙点)n对离子型对离子型SAA，温度升高，溶质在胶束中的溶解度及温度升高，溶质在胶束中的溶解度及SAA的溶解度增加的溶解度增加(胶束结构变疏松胶束结构变疏松)。n对非离子型对非离子型SAA（聚氧乙烯型）（聚氧乙烯型）非极性增溶质，温度升高，
63、促进胶束形成，增溶量提高非极性增溶质，温度升高，促进胶束形成，增溶量提高极性增溶质，温度升高，胶束外壳变紧密，增溶量下降极性增溶质，温度升高，胶束外壳变紧密，增溶量下降p 温度对增溶的影响温度对增溶的影响3.表面活性剂的复配表面活性剂的复配p表面活性剂表面活性剂相互间或与其它化合物的配合使用称相互间或与其它化合物的配合使用称为复配。为复配。p作用：协同作用、增效作用可提高增溶能力并减作用：协同作用、增效作用可提高增溶能力并减少少SAA的用量的用量（如增溶应用中）。（如增溶应用中）。 （1）中性无机盐）中性无机盐 （2）有机添加剂）有机添加剂 （3）水溶性高分子）水溶性高分子 （4）SAA混合体
64、系混合体系:阳阳/阴阴/非离子非离子/两性两性n在在离子离子SAA溶液中加入可溶性中性盐，相溶液中加入可溶性中性盐，相反离子结合率越高和浓度越高反离子结合率越高和浓度越高SAA间排间排斥力减小，斥力减小，CMC降低越显著降低越显著使胶束数量使胶束数量增加增加胶束总体积增加胶束总体积增加烃类增溶质的增烃类增溶质的增溶量增加溶量增加。n如果无机盐使胶束栅栏层分子间电斥力减如果无机盐使胶束栅栏层分子间电斥力减小小分子排列紧密分子排列紧密极性增溶质的有效增极性增溶质的有效增溶空间减小溶空间减小极性物质的增溶量降低极性物质的增溶量降低。（1）与中性无机盐配伍）与中性无机盐配伍n溶液中存在多量溶液中存在多
65、量Ca2+、Mg2+等多价反离子时，等多价反离子时，可降低可降低阴离子阴离子SAA的溶解度产生的溶解度产生盐析现象盐析现象。n一般一般无机盐对非离子无机盐对非离子SAA的影响较小的影响较小，在高，在高浓度（浓度（0.1mol/L）时可破坏时可破坏SAA聚氧乙烯聚氧乙烯等亲水基与水分子的结合，使浊点降低。等亲水基与水分子的结合，使浊点降低。n不溶性无机盐（不溶性无机盐（BaSO4）能吸附能吸附阴离子阴离子SAA使溶液中浓度下降；皂土、白陶土、滑石粉使溶液中浓度下降；皂土、白陶土、滑石粉等具负电荷固体可与等具负电荷固体可与阳离子阳离子SAA生成生成不溶性不溶性复合物复合物。n脂肪醇脂肪醇与与SAA
66、形成混合胶束形成混合胶束烃核体积增大烃核体积增大CH化合物的增溶量增大。化合物的增溶量增大。nC12的脂肪醇增溶较好，多元醇（果糖、的脂肪醇增溶较好，多元醇（果糖、木糖、山梨醇等）有类似效果。木糖、山梨醇等）有类似效果。nC1C6短链醇不能形成混合胶束，还可能破短链醇不能形成混合胶束，还可能破坏胶束的形成。坏胶束的形成。n极性有机物极性有机物（尿素、（尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇甲基乙酰胺、乙二醇等）能升高等）能升高CMC（竞争结合水），也是竞争结合水），也是SAA的助溶剂，均影响胶束形成。的助溶剂，均影响胶束形成。（2）有机添加剂有机添加剂n水溶性水溶性高分子（明胶、聚乙烯醇、聚乙二高分子（
67、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚维酮等）能醇、聚维酮等）能吸附吸附SAA游离分子减游离分子减少少CMC升高。升高。n阳离子阳离子SAA与含与含羧基羧基（羧甲基纤维素、阿（羧甲基纤维素、阿拉伯胶、果胶酸、海藻酸）、拉伯胶、果胶酸、海藻酸）、磷酸根磷酸根（RNA、DNA）可生成可生成不溶性复合物不溶性复合物。n高分子溶液中一旦有胶束形成，其增溶十高分子溶液中一旦有胶束形成，其增溶十分显著（两者分显著（两者疏水链结合疏水链结合使烃核增大或使烃核增大或电电效应效应）。）。（3）水溶性高分子水溶性高分子同系物混合体系同系物混合体系非离子非离子SAA与离子与离子SAA混合体系混合体系阳离子阳离子SAA与阴离子
68、与阴离子SAA混合体系混合体系（4）表面活性剂混合体系表面活性剂混合体系同系物同系物混合体系混合体系n二个同系物等量二个同系物等量混合体系的表面活性介于各混合体系的表面活性介于各自表面活性之间，趋于活性较高的组分自表面活性之间，趋于活性较高的组分（CH链更长者），对链更长者），对CMC小的组分影响小的组分影响更大。更大。n混合体系的混合体系的CMC与各组分摩尔分数不呈线与各组分摩尔分数不呈线性关系，也不等于加和平均值。性关系，也不等于加和平均值。非非离子离子离子混合体系离子混合体系n易易形成混合胶束，形成混合胶束，CMC介于二者之间或低于二者。介于二者之间或低于二者。n阴离子阴离子SAA聚氧乙
69、烯型非离子聚氧乙烯型非离子SAA体系：体系：离子表离子表面活性剂面活性剂分子间电斥力减弱分子间电斥力减弱，非离子表面活性剂通，非离子表面活性剂通过过极化作用极化作用对离子表面活性剂实现电吸引，增强分对离子表面活性剂实现电吸引，增强分子间作用力，增强胶束形成能力，更容易形成子间作用力，增强胶束形成能力，更容易形成混合混合胶束胶束。n聚氧乙烯数增加聚氧乙烯数增加协同作用更强；加入电解质则减协同作用更强；加入电解质则减弱。弱。n疏水基相同的聚氧乙烯型疏水基相同的聚氧乙烯型非离子非离子SAA与阴离子与阴离子SAA的协同作用的协同作用强于非离子强于非离子SAA与阳离子的协同作用。与阳离子的协同作用。阳阳
70、离子离子阴离子混合体系阴离子混合体系n带有相反电荷的强烈吸引与疏水基之间的带有相反电荷的强烈吸引与疏水基之间的相互吸引，使离子相互吸引，使离子SAA更容易缔合形成胶更容易缔合形成胶束，可形成具有很高表面活性的分子复合束，可形成具有很高表面活性的分子复合物，对润湿、增溶、起泡、杀菌等有增效物，对润湿、增溶、起泡、杀菌等有增效作用。作用。n两种离子两种离子SAA的的CH链相近或越长，增溶链相近或越长，增溶作用越强。作用越强。n混合比例、混合方法很重要。混合比例、混合方法很重要。不恰当可产不恰当可产生沉淀。生沉淀。n 促促进进液液体体在在固固体体表表面面铺铺展展或或渗渗透透的的作作用用叫叫润润湿湿作
71、作用用，能能起起润润湿作用的表面活性剂叫湿作用的表面活性剂叫润湿剂润湿剂(wetters) 。n 润润湿湿剂剂最最适适HLBHLB值值通通常常为为7 79 9，并并应应有有适适宜宜的的溶溶解解度度，方方可可起润湿作用。起润湿作用。n 非非离离子子型型SAASAA有有较较好好的的润润湿湿效效果果，且且碳碳氢氢链链较较长长对对固固体体药药物物吸附作用更强，阳离子型吸附作用更强，阳离子型SAASAA润湿效果较差。润湿效果较差。n 润润湿湿机机制制：交交换换吸吸附附、离离子子对对吸吸附附、氢氢键键形形成成吸吸附附、电电子子极化吸附、范德华力吸附和疏水极化吸附、范德华力吸附和疏水吸附。吸附。n 应用：润
72、湿剂增加颗粒流动性，有利于应用：润湿剂增加颗粒流动性，有利于片剂生产片剂生产，润湿剂也，润湿剂也促进水分子进入片芯，使崩解剂易于吸水，加快崩解。促进水分子进入片芯，使崩解剂易于吸水，加快崩解。硫磺洗硫磺洗剂剂中硫磺不溶于水，难以润湿分散，加入表面活性剂降低固中硫磺不溶于水，难以润湿分散，加入表面活性剂降低固-液液界面的接触角，提高润湿性。界面的接触角，提高润湿性。4.润湿润湿p 定义：定义：两个互不相溶的液相，一相以液滴的形式分散在另一相两个互不相溶的液相，一相以液滴的形式分散在另一相中的液体之中形成的粗分散系统称为中的液体之中形成的粗分散系统称为乳状液乳状液。这种形成乳状液的。这种形成乳状液
73、的过程称为过程称为乳化乳化。p乳状液中以液珠形式存在的相称为乳状液中以液珠形式存在的相称为分散相分散相（或称内相、不连续（或称内相、不连续相）。另一相是连续的，称为相）。另一相是连续的，称为分散介质分散介质（或称外相、连续相）。（或称外相、连续相）。p 有一相是水或水溶液，另一相是与水不相混溶的有机相，称为有一相是水或水溶液，另一相是与水不相混溶的有机相，称为油相，分为油相，分为水水/油型油型(W/O)和和油油/水型水型(O/W)乳化。乳化。p 特征：特征：热力学不稳定体系（聚集）和动力学不稳定体系（沉降热力学不稳定体系（聚集）和动力学不稳定体系（沉降或漂浮）。或漂浮）。p 乳化剂乳化剂(em
74、ulsifiers)： 表面活性剂是采用乳化剂，其表面活性剂是采用乳化剂，其HLB值值决定乳液的类型。决定乳液的类型。HLB=38，可作为，可作为W/O型乳化剂；型乳化剂； HLB=816，可作为，可作为O/W型乳化剂。型乳化剂。5.5.乳化乳化p 表面活性剂分子能在油表面活性剂分子能在油-水界面上水界面上定向排列，降低界面张力定向排列，降低界面张力，并在分散相液滴的周围形成一层保护膜，防止并在分散相液滴的周围形成一层保护膜，防止乳滴的合并乳滴的合并，使，使乳剂稳定，此时表面活性剂起乳化剂的作用。乳剂稳定，此时表面活性剂起乳化剂的作用。p 其它作用：产生静电与位阻排斥效应、界面张力梯度、提高其
75、它作用：产生静电与位阻排斥效应、界面张力梯度、提高界面黏度、形成液晶相、刚性膜、自稠化效应。界面黏度、形成液晶相、刚性膜、自稠化效应。p 离子型表面活性剂离子型表面活性剂毒性较大，一般作为外用制剂的乳化剂，毒性较大，一般作为外用制剂的乳化剂，如软膏剂。如软膏剂。p 两性表面活性剂两性表面活性剂如磷脂、食物蛋白（乳球蛋白、乳白蛋白）、如磷脂、食物蛋白（乳球蛋白、乳白蛋白）、西黄蓍胶可用于口服制剂。西黄蓍胶可用于口服制剂。p 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂不仅用于外用、内服制剂，有些还用作不仅用于外用、内服制剂，有些还用作静脉注射的乳化剂，如静脉注射的乳化剂，如泊洛沙姆泊洛沙姆。5.5.乳化
76、乳化p 混悬剂是药物颗粒分散于水性介质的非均相体系，药物颗粒混悬剂是药物颗粒分散于水性介质的非均相体系，药物颗粒会很快聚集与沉降。会很快聚集与沉降。p 助悬剂作用：助悬剂作用：n 在疏水药物颗粒表面形成水化膜并荷电，降低在疏水药物颗粒表面形成水化膜并荷电，降低液液-固的表固的表面张力面张力，提高颗粒间的排斥力，从而提高颗粒的润湿性与分，提高颗粒间的排斥力，从而提高颗粒的润湿性与分散性，减少沉降。散性，减少沉降。n 高分子表面活性剂的加入可以进一步提高分散介质的黏度，高分子表面活性剂的加入可以进一步提高分散介质的黏度，延缓药物颗粒的沉降。延缓药物颗粒的沉降。6.6.助悬与分散作用助悬与分散作用p
77、 “泡沫泡沫”是气体分散于液体中的分散体系。是气体分散于液体中的分散体系。p 泡沫形成，气泡沫形成，气-液界面的面积快速增加，界面吸附表面活性剂并液界面的面积快速增加，界面吸附表面活性剂并形成吸附膜形成吸附膜实现泡沫稳定性，能产生泡沫与稳定泡沫存在的表面实现泡沫稳定性，能产生泡沫与稳定泡沫存在的表面活性剂称为活性剂称为起泡剂起泡剂(foaming agents)和稳泡剂和稳泡剂。p 泡沫是一种热力学不稳定体系，破泡后体系总表面积减少，能泡沫是一种热力学不稳定体系，破泡后体系总表面积减少，能量降低，这是一种自发过程，泡沫最终还是要破坏的。量降低，这是一种自发过程，泡沫最终还是要破坏的。表面张力表
78、面张力低易于产生泡沫低易于产生泡沫，但不能保持泡沫有较好的稳定性。，但不能保持泡沫有较好的稳定性。p 稳泡机制稳泡机制：降低气降低气-液界面张力、形成高强度界面膜、增加表面液界面张力、形成高强度界面膜、增加表面黏度与电荷、产生表面张力梯度修复液膜。黏度与电荷、产生表面张力梯度修复液膜。p 阴离子阴离子SAA的起泡能力强于非离子的起泡能力强于非离子SAA，助表面活性剂如醇与，助表面活性剂如醇与醇酰胺等具有较好稳泡能力。醇酰胺等具有较好稳泡能力。7.7.起泡和消泡作用起泡和消泡作用p 消泡剂消泡剂: 在泡沫中加入一些在泡沫中加入一些HLB值为值为13的亲油性较强的表面活的亲油性较强的表面活性剂，可
79、使泡沫破灭。性剂，可使泡沫破灭。p 消泡机制消泡机制: 吸附于气吸附于气-液界面并取代原有的起泡剂，通过减弱或液界面并取代原有的起泡剂，通过减弱或摧毁摧毁Gibbs-Marangoni效应使液膜破裂。效应使液膜破裂。p Gibbs-Marangoni效应效应：即当有表面活性剂存在时，液膜具有自：即当有表面活性剂存在时，液膜具有自动修复功能动修复功能n当液膜变薄时，存在两种机制使其修复，一种是由于液膜的当液膜变薄时，存在两种机制使其修复，一种是由于液膜的面积增大造成表面张力上升，由此形成的表面张力梯度使液膜面积增大造成表面张力上升，由此形成的表面张力梯度使液膜有收缩趋势，即有收缩趋势，即Gibb
80、s弹性收缩；弹性收缩；n另一种是在表面张力梯度的引发下，膜表面吸附的分子由低另一种是在表面张力梯度的引发下，膜表面吸附的分子由低表面张力区域向高表面张力区域迁移，即表面张力区域向高表面张力区域迁移，即Marangoni效应。效应。7.7.起泡和消泡作用起泡和消泡作用8.去污剂去污剂p去污过程：去污过程： 吸附到固体表面吸附到固体表面解离污垢解离污垢污垢被乳化、污垢被乳化、分散以及增溶分散以及增溶固体表面被固体表面被活性活性剂分子占领。剂分子占领。p去污剂：去污剂：最适最适HLB值一般在值一般在1316，非离子表面活性剂非离子表面活性剂去污能力强于阴离子表面活性剂。去污能力强于阴离子表面活性剂。
81、表面活性剂表面活性剂吸附到固体基底与吸附到固体基底与污垢表面污垢表面，憎水基团朝向织物，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，从而降表面和吸附在污垢上，从而降低污垢与固体表面的黏附作用，低污垢与固体表面的黏附作用，使使污垢逐步脱离污垢逐步脱离表面。表面。在外力如水流或机械力作用下，在外力如水流或机械力作用下，使污垢从固体表面分离并被使污垢从固体表面分离并被乳乳化、分散以及增溶化、分散以及增溶的过程，的过程，洁洁净表面被活性剂分子占领。净表面被活性剂分子占领。9. 消毒剂和杀菌剂消毒剂和杀菌剂p消毒剂和杀菌剂：含有长碳链的季铵盐类阳离消毒剂和杀菌剂：含有长碳链的季铵盐类阳离子子表面活性剂对生物膜具
82、有强烈的溶解作用，表面活性剂对生物膜具有强烈的溶解作用，可以完全溶解包括细菌细胞在内的各种细胞膜，可以完全溶解包括细菌细胞在内的各种细胞膜，这类表面活性剂可作为这类表面活性剂可作为消毒剂和杀菌剂。消毒剂和杀菌剂。p大多数阳离子表面活性剂和两性离子表面活性大多数阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂都可用作消毒剂，少数阴离子表面活性剂也剂都可用作消毒剂，少数阴离子表面活性剂也有类似作用。有类似作用。p应用：苯扎氯铵应用：苯扎氯铵(洁尔灭洁尔灭)，苯扎溴铵，苯扎溴铵(新洁尔灭新洁尔灭)o你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用你想过为什么用肥皂水能吹出泡泡来呢？你用于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可
83、以吹出于纯水吹能吹出来吗？盐水或是糖水可以吹出来吗？来吗？n肥皂能让水的表面张力变小到纯水的1/3，并且帮助泡泡的薄膜保持稳定。n不能用纯水吹出泡泡，就是因为水的表面张力太大。n盐水或是糖水也不能吹出泡泡，因为它们是相溶的，没有了表面现象！本章作业本章作业1、名词解释：、名词解释：表面活性剂、表面活性剂、HLBHLB值、值、 KrafftKrafft点、点、昙点、临界胶束浓度昙点、临界胶束浓度CMCCMC、增溶。、增溶。 2、表面活性剂分子结构有何特点？分哪几类并、表面活性剂分子结构有何特点？分哪几类并举例？举例？ 3、表面活性剂在药剂中有哪些应用？并给出其、表面活性剂在药剂中有哪些应用？并给出其适宜适宜HLB值。值。例例1: 用聚山梨酯用聚山梨酯20(HLB=16.7 )和司盘和司盘80 (HLB=4.3)制备制备HLB为为9.5的混合乳化剂的混合乳化剂100 g，问两者各应用，问两者各应用多少克多少克?例例2: 乳化硅油所需乳化硅油所需HLB值为值为10.5，若选用，若选用55%的聚的聚山梨酯山梨酯60（HLB值为值为14.9）与）与45%另一待测表面活另一待测表面活性剂混合取得最佳乳化效果，试计算该表面活性剂性剂混合取得最佳乳化效果，试计算该表面活性剂的的HLB值？值？HLBab = HLBaWa + HLBbWbWa + Wb
