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文檔簡介
1、第三章表面活性劑,內(nèi)容摘要,表面活性劑在藥物制劑制備中有廣泛的應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)特征是親水性和親水性兩種茄子基團,其作用可以顯著降低分散劑表面(介面)張力,因此乳化劑、助劑、增溶劑、促進劑、潤濕劑、發(fā)泡劑、消泡劑、消泡劑牙齒,第1節(jié)概述,1,表面活性劑概念表面活性劑(surfactant)是指具有很強的表面活性,能制造液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。表面張力:將液體表面分子向內(nèi)收縮到最小面積的力。表面活性劑分子,2,表面活性劑結(jié)構(gòu)特征,非極性碳氫鏈,極性組,非極性碳氫鏈:8個碳原子以上碳氫鏈極性組:羧酸,磺酸,硫酸,氨基或胺基及其鹽,羥基,酰胺基,醚鍵等,在溶液表面層聚集表面活性劑現(xiàn)象的吸附量吸附改變
2、了溶液表面的性質(zhì),最外層表現(xiàn)出碳氫化合物的性質(zhì),從而產(chǎn)生了較低的表面張力,因此更好的潤濕性、乳化性、泡沫性等。表面活性劑濃度很低,但降低表面活性張力顯著,表面活性越強,就越容易形成正吸附。3,表面活性劑吸附性,1 .表面活性劑分子吸附在溶液中,表面活性劑溶液接觸固體時,表面活性劑分子吸附在固體表面,固體表面的性質(zhì)會發(fā)生變化。極性固體物質(zhì)在表面活性劑濃度低時形成單層吸附,達到臨界膠束濃度后,轉(zhuǎn)變?yōu)殡p重吸附。非極性固體通常只發(fā)生單分子層吸附。3,表面活性劑吸附,2 .根據(jù)表面活性劑在固體表面的吸附、雙截面表面活性劑分類、分子組成特性和極性組的離解特性:離子表面活性劑非離子表面活性劑、聚合物表面活性
3、劑和低分子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、1、離子表面活性劑1、高級脂肪酸:通識:(RCOO)雙價或多價肥皂(鉛、鈣、鋁肥皂);有機胺皂(三乙醇胺皂)性質(zhì):乳化能力強,被酸、多價鹽破壞、電解質(zhì)鹽析。應(yīng)用:具有一定的刺激性,僅供外用。(a)負離子表面活性劑,2,硫酸化合物:通識:ROSO3-M分類:硫酸化油(硫酸化皮茂日稱土耳其紅油);高級脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸鈉)。性質(zhì):可與水混合,無刺激的洗滌劑和潤濕劑。乳化性強,穩(wěn)定,耐酸,鈣強,容易與一些高分子陽離子藥物沉淀。應(yīng)用:用肥皂代替洗皮膚。有一定的刺激性,主要用于外用藥膏的乳化劑。有時也用于精煉等固體制劑
4、的潤濕劑或增溶劑。(a)負離子表面活性劑,3,磺基氧化物:通識:RSO3-M分類:脂肪族磺基氧化物,二辛波普爾酸鈉;12烷基苯磺酸鈉等烷基芳基磺酸化合物一般使用洗滌劑。烷基苯磺酸鈉;膽酸鹽就像小說膽酸鈉一樣。性質(zhì):水溶性、耐酸性、鈣、鎂鹽性比硫氧化物差,不易水解。應(yīng)用:用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑比較好的洗滌劑。(a)也稱為負離子表面活性劑、陽離子、兩性肥皂。1.結(jié)構(gòu):5含有氮原子。2.特征:水溶性大,在酸性和堿性溶液中比較穩(wěn)定,表面活化和殺菌作用好。應(yīng)用:殺菌;防腐皮膚,粘膜手術(shù)器械的消毒。常用藥物:苯茲氯化銨(清潔);本扎布羅明(尼日爾消滅),(2)陽離子表面活性劑,分子結(jié)
5、構(gòu)上同時有正負電荷氣團的表面活性劑,與介質(zhì)一起,pH可以是正離子型或負離子型。商業(yè)品種:卵磷脂、氨基酸、甜菜堿型兩性離子表面活性劑。最大優(yōu)點:適用于所有PH溶液,在等電點也沒有沉淀。性質(zhì):堿性水溶液中具有負離子性質(zhì),泡沫好,污染力強。酸性水溶液具有陽離子性質(zhì),殺菌力強,毒性小。(c)水溶液中令人費解的兩性離子表面活性劑。1.結(jié)構(gòu)組成:親水群(甘油、聚乙二醇、山梨醇);親油組(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基);酯鍵,醚鍵2。性質(zhì):毒性,溶血作用小,化學(xué)上不分離,不受電解質(zhì),pH值的影響。與大多數(shù)藥物配合,可以廣泛應(yīng)用(外用、內(nèi)服、注射)。2,非離子表面活性劑,(1)脂肪酸甘油酯主要是脂肪酸單
6、甘油酯,脂肪酸2甘油酯。性質(zhì):不溶于水,在水、熱、酸、堿、酶等作用下,容易水解為甘油、脂肪酸,HLB34,表面活性弱。應(yīng)用:主要用作W/O輔助乳化劑。商用品種,(2)多元醇型1。蔗糖脂肪酸酯被稱為蔗糖酯,是蔗糖脂肪酸反應(yīng)生成的大化合物。根據(jù)脂肪酸替代品分為單酯、二酯、三酯和聚酯。性質(zhì):可溶于丙二醇,乙醇,但不溶于水和油。由于酸堿酶等作用,容易水解蔗糖脂肪酸和HLB513,表面活性弱。應(yīng)用:主要用作O/W乳化劑、分散劑。商業(yè)用品種類,2 .脂肪酸山梨碳:氨綸(即脫水山梨醇脂肪酸酯)根據(jù)山梨糖醇及無水水和二酐各種脂肪酸溫泉(混合物),根據(jù)脂肪酸品種的數(shù)量不同而有所不同。應(yīng)用:HLB1.83.8,親
7、水性強,一般用作水/油乳劑,也可用作搽劑、藥膏、乳劑的輔助乳化劑。(b)多元醇型,(b)多元醇型,3 .聚山梨酯:吐溫是聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯脫水山梨醇脂肪酸酯環(huán)氧乙烷Tweens(親水化合物)。因為有一次和兩次脫水,所以是混合物。脂肪酸品種和數(shù)量的應(yīng)用:親水性大幅度增加,用作水溶性表面活性劑、增溶劑、乳化劑、分散劑、潤濕劑。1 .聚氧乙烯脂肪酸酯:澤類Myrj系列聚乙二醇和長鏈脂肪酸相加的酯。通識:RCO OCH2 (CH2OCH2) NCH2OHN根據(jù)N,一般為Myri-45 -49 -51 -52 -53應(yīng)用:水溶性強,乳化力強,一般用作溶劑和油/水,(c)聚氧乙烯類型,2 .聚氧乙
8、烯脂肪醇醚聚乙二醇和脂肪醇縮合醚。通式:RO(CH2O CH2)nH產(chǎn)品有: 1)本底流(Brij)。例如,Brij-30和-35分別制作不同的分子量聚乙烯glaicol和月桂醇縮合物,N在10-20點制油/水乳化劑。2)細胞色素是聚乙二醇和16醇的縮合物。3)評價(Pero Golo)是15個單位氧乙烯和油酒精的縮合物。4)埃莫弗(Emlphor)是一種聚氧乙烯蓖麻油化合物,是20個單位以上氧乙烯和油酒精的總和。Emlphor容易溶于水、酒精及多種有機溶劑HLB1218,親水性、乳化能力強,用作溶劑和油/水型乳化劑。例如,Cremophore EL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚,氧乙烯單位為3540
9、,HLB1214。(c)聚氧乙烯類型,波洛克連體,商品名稱為Pluronic。通識:圓弧(c2h4o) a-(c3h6o) b-(c2h4o) ch特性:淺黃色液體或固體;分子量100014000;HBL0.530;隨著聚氧丙烯比率的增加,親流星提高。聚氧乙烯比增加,親水性提高。具有乳化、潤濕、分散、水泡、泡沫去除等多種優(yōu)秀性能,但可用性化能力弱。特征:對皮膚無刺激和過敏,對粘膜有刺激性,毒性小,Poloxamer118 (pluronic68)是o/w乳化劑,是目前用于靜脈乳劑少數(shù)合成的乳化劑之一,用牙齒產(chǎn)品制成的乳液能經(jīng)受熱壓滅菌和低溫凍結(jié),不會改變物理穩(wěn)定性。(4)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚
10、物,第三節(jié)表面活性劑基本特性,(1)臨界膠束濃度膠束濃度(CMC):表面活性劑分子結(jié)合,1,表面活性劑膠束,(2)膠束的結(jié)構(gòu),CMC,溶液表面張力基本最低值,以及溶液的各種物理性質(zhì)(如摩爾傳導(dǎo)、粘度、滲透、密度、光散射等)的各種物理性質(zhì)急劇變化。利用這種性質(zhì)和表面活性劑濃度之間的關(guān)系,可以估計表面活性劑臨界膠束濃度。溫度、濃度、電解質(zhì)、pH值等因素也影響測量結(jié)果。(3)臨界膠束濃度測量,由于表面活性劑物理性質(zhì),在臨界膠束濃度附近的小范圍內(nèi),可以利用突變發(fā)生、牙齒特性測量CMC值。測量方法有多種,下面只介紹兩種茄子常用方法。1.表面張力表面活性劑水溶液的表面張力開始時溶液濃度升高,急劇下降,達到
11、CMC值后,這種下降不會減慢或進一步下降。因此,如果以表面張力到濃度的對數(shù)繪制,曲線的轉(zhuǎn)折點將成為CMC值(請參閱圖)。與乙二醇十二烷基醚的表面張力濃度的關(guān)系,牙齒方法簡單,使用最多??梢酝瑫r制造吸附等溫線。表面活動大或小的表面活性劑,測量靈敏度相似,其他方法(如傳導(dǎo)法、滲透法、折射法等)的靈敏度隨CMC值的增加而減少。不受無機鹽的干擾。適用于離子型和非離子型表面活性劑。當(dāng)牙齒存在少量極性有機物雜質(zhì)(高表面活性的酒精、胺、酸等)時,曲線往往不容易在CMC值附近折斷,出現(xiàn)最低點,因此CMC值很難預(yù)測。2 .電導(dǎo)法用表面活性劑溶液的摩爾電導(dǎo)率對濃度或濃度的平方根表示,準確度最好。因為濃度低的時候是
12、直線,CMC值的時候摩爾電導(dǎo)率濃度隨著濃度的平方根變化很大。曲線的拐點是CMC值,如圖所示。十二烷基磺酸水溶液的電導(dǎo)率和濃度關(guān)系,碳氫鏈的長度影響碳氫鏈的分支極性組的位置疏水性鏈特性的親水組的種類表面活性劑種類溫度,(4)影響臨界膠束濃度的因素,(2)親水親油平衡值,(1) HLB值的概念親水親油平衡值其中非離子表面活性劑HLB 020,石蠟0,聚氧乙烯20。特性及應(yīng)用:親水性表面活性劑HLB低,親水性表面活性劑HLB高親水性或親水性大的表面活性劑,容易溶于油或水。適用于HLB值為36的表面活性劑W/O型乳化劑。適用于HLB值為818的表面活性劑O/W型乳化劑。1318表面活性劑HLB值適用于
13、溶劑。79表面活性劑HLB值適合作為潤濕劑。親水親油平衡值(HLB),(1)非離子表面活性,經(jīng)驗得出:非離子表面活性劑HLB加合成。HLBab=(HLBaWa HLBbWb)/(Wa Wb) (2)理論計算方法:如果HLB值是表面活性劑分子的各種結(jié)構(gòu)團貢獻的總和,則每個組對HLB值的貢獻可以用數(shù)字表示,以表示對HLB值的貢獻。這稱為HLB組數(shù)(組號)。HLB=(親水基團HLB)(親有機基團HLB) 7,(2)計算HLB值,3,表面活性劑增溶作用部分汽油,脂溶性維生素,類固醇激素等許多不溶性藥物通過它溶解,形成清澈的溶液,提高濃度。膠束增溶體系是熱力學(xué)穩(wěn)定體系和熱力學(xué)平衡體系。在CMC和更高版本
14、中,膠束數(shù)量會隨著表面活性劑使用量的增加而增加,可用性也會相應(yīng)增加。表面活性劑使用量為1g時,增容藥達到飽和的濃度為最大增容濃度(Maximum Additive Concentration,MAC)。表面活性劑CMC和并集數(shù)不同導(dǎo)致可用性MAC牙齒不同。CMC越低,并集數(shù)越大,MAC越高。影響膠束形成的溶質(zhì)溶解主要是表面活性劑溶解度,3,表面活性劑增容作用,(2)溫度對增容的影響,離子表面活性劑,溫度升高主要是提高溶質(zhì)在膠束中的溶解度,提高表面活性劑溶解度。1.krafft點,溫度上升到一定溫度,水中離子表面活性劑溶解度急劇提高。牙齒溫度稱為krafft點,其溶解度為相應(yīng)的離子表面活性劑臨界
15、膠束濃度(CMC)。Krafft點是離子表面活性劑特征值。krafft點越高,CMC越小。Krafft點也是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限。也就是說,必須高于krafft點,表面活性劑功能才能發(fā)揮更大的作用。2 .奇譚和膽點、聚氧乙烯型非離子表面活性劑、溫度升高會導(dǎo)致聚氧乙烯鏈和水之間的氫鍵破裂。溫度上升到一定程度后,聚氧乙烯鏈會發(fā)生強脫水和收縮,從而減少溶解空間,降低可溶能力,表面活化劑溶解度急劇下降,析出,溶液混濁的現(xiàn)象稱為聚乙烯鏈相同時,碳氫鏈越長,濁點越低。與碳氫鏈的形狀同時,聚氧乙烯鏈越長,濁點越高。4表面活性劑生物學(xué)特性,表面活性劑存在可以增加藥物吸收或降低藥物吸收。如果藥物系統(tǒng)溶解
16、在膠束中,在膠束內(nèi)部成功擴散,或膠束本身能迅速與胃腸粘膜融合,則可以增加吸收。溶解生物膜脂質(zhì)會提高上皮細胞的通透性,改善吸收。形成高粘度腫塊,降低胃空率,增加藥物吸收。濃度也有重要的影響。1.對藥物吸收的影響,1 .表面活性劑毒性大?。和ǔJ顷栯x子型負離子型非離子型2。口服對慢性毒性:大小順序也是陽陰比,非離子型表面活性劑口服相對沒有毒性。靜脈給藥和口服給藥毒性更大。4.嗯,陽離子表面活性劑毒性高,而且有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用,但一般較小。第二,表面活性劑毒性,各種表面活性劑以外的制劑形式的器官應(yīng)用或高濃度使用時,會發(fā)生皮膚或粘膜損傷。但是非離子型對皮膚,粘膜的刺激性最小。3,表面活性劑刺激,生物降解是指
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