1、第二章 表面活性劑 荷葉上的水珠的表面張力作用現象第一節 表面活性劑概述同一相中的物理化學性質是一樣的，相與相同一相中的物理化學性質是一樣的，相與相之間有明顯的分界限，稱為界面（表面）。之間有明顯的分界限，稱為界面（表面）。表面張力是指一種表面分子具有向內運動的表面張力是指一種表面分子具有向內運動的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。表面活性劑(surfactant)是指那些具是指那些具有很強表面活性、能使有很強表面活性、能使液體的表面張力顯著下液體的表面張力顯著下降的物質。降的物質。 1 23 c兩親結構兩親結構二、表面活性劑的結構特點特征和分類二、表

2、面活性劑的結構特點特征和分類親油基親油基（ 碳氫鏈碳氫鏈 R-、 C8C18之間之間 ）親水基親水基（-OH、COO-、 -NH2、 -COOR )親油基 親水基表面活性劑表面活性劑 離子型 （水中能電離） 非離子型（水中不電離）脂肪酸甘油酯多元醇型聚氧乙烯型陰離子型陽離子型兩性型一、離子表面活性劑1、高級脂肪酸鹽：、高級脂肪酸鹽： 通式：通式：(RCOO-)nMn+分類：一價金屬皂分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂鉀、鈉皂)；二價或多價；二價或多價皂皂(鉛、鈣、鋁皂鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂；有機胺皂(三乙醇胺皂三乙醇胺皂) 性質：具有良好的乳化能力，易被酸及多價性質：具有良好的乳化能力，易被酸及多價

3、鹽破壞，電解質使之鹽析。鹽破壞，電解質使之鹽析。 應用：具有一定的刺激性，用于外用制劑應用：具有一定的刺激性，用于外用制劑（軟膏劑）。（軟膏劑）。（一）陰離子表面活性劑（一）陰離子表面活性劑2、硫酸化物、硫酸化物通式：通式：ROSO3-M+分類：硫酸化油分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油硫酸化蓖麻油)；高級脂肪醇；高級脂肪醇硫酸脂硫酸脂(十二烷基硫酸鈉，十二烷基硫酸鈉，SDS) 。 性質：可與水混溶，乳化性很強，穩定、耐性質：可與水混溶，乳化性很強，穩定、耐酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發生沉淀。酸、鈣，易與一些高分子陽離子藥物發生沉淀。 應用：代替肥皂洗滌皮膚；有一定刺激性，應用：代替肥皂洗滌皮

4、膚；有一定刺激性，主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片劑等固主要用于外用軟膏的乳化劑。有時也用于片劑等固體制劑的潤濕劑或增溶劑。體制劑的潤濕劑或增溶劑。 3、磺酸化物、磺酸化物 通式：通式：RSO3-M+ 分類：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺分類：脂肪族磺酸化物，如二辛琥珀酸磺酸鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉，酸鈉；烷基芳基磺酸化物，如十二烷基苯磺酸鈉，常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如牛磺常用洗滌劑；烷基苯磺酸化物；膽酸鹽，如?；悄懰徕c。膽酸鈉。 性質：水溶性性質：水溶性, 耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差物差, 不易水解。不易水解。 應用：應用： 黏度低

5、、去污力、油脂分散力都強，黏度低、去污力、油脂分散力都強，常用優良洗滌劑。常用優良洗滌劑。 1.1.結構：結構：季銨鹽類化合物，帶正電荷。，帶正電荷。2.2.特點：特點：水溶性大，在酸性和堿性溶液中較水溶性大，在酸性和堿性溶液中較穩定，具有良好的表面活性和殺菌作用。但易與穩定，具有良好的表面活性和殺菌作用。但易與一些大分子陰離子藥物發生沉淀。一些大分子陰離子藥物發生沉淀。 3.3.應用：應用：殺菌；防腐；毒性大，主要用于皮殺菌；防腐；毒性大，主要用于皮膚、粘膜和手術器械的消毒。膚、粘膜和手術器械的消毒。4.4.常用品種：常用品種：苯扎氯銨苯扎氯銨(潔爾滅潔爾滅)；苯扎溴；苯扎溴銨銨 (新潔爾滅

6、新潔爾滅) （二）陽離子表面活性劑（二）陽離子表面活性劑u分子結構上同時具有正負電荷基團的表面活分子結構上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，隨介質的性劑，隨介質的pH可成陽或陰離子型。可成陽或陰離子型。u卵磷脂卵磷脂：不溶于水，：不溶于水，可作注射用乳劑的乳化可作注射用乳劑的乳化劑、脂質體主要原料；劑、脂質體主要原料；u氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。后者最大優點后者最大優點：適用于任何適用于任何pH溶液，在等電點溶液，在等電點時也無沉淀。時也無沉淀。u性質：性質：堿性水溶液中呈陰離子性質，去污力堿性水溶液中呈陰離子性質，去污力強；強； 酸性水溶

7、液中呈陽離子性質，殺菌力強。酸性水溶液中呈陽離子性質，殺菌力強。 （三）兩性離子表面活性劑（三）兩性離子表面活性劑二、非離子表面活性劑1.結構組成結構組成親水基團親水基團 (甘油、聚乙二醇、山梨醇甘油、聚乙二醇、山梨醇)；親油基團親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基基或芳基)；親水基和親油基以酯鍵、醚鍵結合親水基和親油基以酯鍵、醚鍵結合2.性質：性質： 毒性小，不解離，不受毒性小，不解離，不受pH的影響；的影響；能與大多數藥物配伍，廣泛應用于外用、內服、能與大多數藥物配伍，廣泛應用于外用、內服、注射制劑。注射制劑。（一）脂肪酸甘油酯（一）脂肪酸甘油酯 種類：有

8、脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油種類：有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。酯。 性質：不溶于水，在水、熱、酸、堿及酶性質：不溶于水，在水、熱、酸、堿及酶等作用下易水解成甘油和脂肪酸，等作用下易水解成甘油和脂肪酸， HLB為為34。 應用：主要用作應用：主要用作W/O型輔助乳化劑。型輔助乳化劑。 常用品種常用品種（二）多元醇型（二）多元醇型 1.1.蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯種類：單酯、二酯、三酯及多酯。種類：單酯、二酯、三酯及多酯。 性質：在酸、堿及酶等作用下易水解成游離性質：在酸、堿及酶等作用下易水解成游離脂肪酸和蔗糖，脂肪酸和蔗糖， HLB為為513。溶于丙二醇、乙。溶于丙二醇、乙醇，但不溶于水，

9、但在水和甘油中加熱可形成凝醇，但不溶于水，但在水和甘油中加熱可形成凝膠。膠。應用：主要用作應用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。型乳化劑、分散劑。常用品種常用品種2.2.脂肪酸山梨坦（脂肪酸山梨坦（司盤類司盤類 Spans） O CH2COOROH OH OH司盤分子通式司盤分子通式常用品種常用品種3. 聚山梨酯聚山梨酯 ( 吐溫吐溫 Tweens) O CH2COORO(C2H4O)nH O(C2H4O)nH O(C2H4O) nH吐溫分子通式吐溫分子通式常用品種常用品種1.1.聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤類，聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤類，Myrij）通式：通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nC

10、H2OH 品種：品種： Myrij-45 Myrij-49 Myrij-51 Myrij -52 Myrij-53 應用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶應用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶劑和劑和O/W型乳化劑。型乳化劑。（三）聚氧乙烯型常用品種常用品種2.聚氧乙烯脂肪醇醚聚氧乙烯脂肪醇醚 通式通式：RO(CH2O CH2)nH 產品產品: （1）芐澤類）芐澤類(Brij)，如，如Brij-30 、Brij-35，作，作O/W乳化劑。乳化劑。（2）西土馬哥）西土馬哥(cetomacrogol)為為O/W型乳化劑型乳化劑 或揮發油增溶劑或揮發油增溶劑。（3）平平加）平平加O(perogo

11、l O)（4）埃莫爾弗）埃莫爾弗(emlphor) 易溶于水和醇及多種易溶于水和醇及多種有機溶劑，有機溶劑， HLB為為1218，具有較強親水性，乳化，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和能力強，作增溶劑和O/W型乳化劑。型乳化劑。常用品種常用品種又泊洛沙姆又泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼克，商品名普朗尼克 (Pluronic) 通式：通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH 性質：為淡黃色液體或固體；分子量性質：為淡黃色液體或固體；分子量100010000以上；以上；HLB值為值為0.530；聚氧丙烯為親油基；聚氧乙；聚氧丙烯為親油基；聚氧乙烯為親水性

12、基；具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡烯為親水性基；具有乳化、潤濕、分散、起泡和消泡等多種優良性能，但增溶能力較弱。等多種優良性能，但增溶能力較弱。Poloxamer188 (pluronic F68)特點：無毒、無抗原特點：無毒、無抗原性、無致敏性、無刺激性、化學性質穩定，可作為靜性、無致敏性、無刺激性、化學性質穩定，可作為靜脈乳劑脈乳劑o/w型乳化劑，型乳化劑， 用本品制備的乳劑能耐受熱壓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定性。滅菌和低溫冰凍而不改變其物理穩定性。3.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物常用品種常用品種第二節 表面活性劑的基本性質（一）膠束的形成（一）膠束的形成臨界

13、膠束濃度臨界膠束濃度膠束（膠束（micelles)：當水溶液內表面活性劑分子數：當水溶液內表面活性劑分子數目不斷增加時，依靠自身的范德華力相互聚集，形目不斷增加時，依靠自身的范德華力相互聚集，形成親油基向內，親水基向外的分子締合體，稱為膠成親油基向內，親水基向外的分子締合體，稱為膠束。束。 臨界膠束濃度（臨界膠束濃度（ critical micell concentration, CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。一、表面活性劑膠束一、表面活性劑膠束（二）膠束的結構 二、親水親油平衡值（一）（一）HLB值的概念值的概念親水親油平衡值親水親

14、油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)系表面活性劑分子中親水和親油基團對油或系表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親合力。水的綜合親合力。數值范圍：數值范圍：HLB值范圍為值范圍為040，其中非離子表，其中非離子表面活性劑面活性劑HLB值范圍為值范圍為020。HLB 值愈大，親水性愈強；值愈大，親水性愈強； HLB 值愈大，親值愈大，親水性愈強；水性愈強；HLB 值愈小，親油性愈強。值愈小，親油性愈強。 值愈小，值愈小，親油性愈強。親油性愈強。表面活性劑的HLB值應用范圍vHLB=36 可作為可作為W/O型乳化型乳化劑劑vHLB=79 可作為潤濕劑

15、可作為潤濕劑vHLB=818 可作為可作為O/W型乳化型乳化劑劑vHLB=1318 可作為增溶劑可作為增溶劑181512 9 6 3 0 增溶劑增溶劑 去污劑去污劑O/W乳化劑乳化劑 潤濕劑潤濕劑W/O乳化劑乳化劑消泡劑消泡劑圖圖3 不同不同HLB表面活性劑表面活性劑 適用范圍適用范圍非離子型表面活性劑的HLB值具有加和性，混合后的HLB值可通過經驗式求得： HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb) HLB值的計算值的計算舉例1：將司盤80（HLB 4.3）與聚山梨酯80 （HLB 15.0）等量混合，混合物的HLB 是多少？舉例2：用聚山梨酯20 （HLB 16.7）和司盤

16、80 （HLB 4.3）制備HLB 為9.5的混合乳化劑100g，問兩者各用幾克？三、克氏點與曇點1.krafft點（克氏點）點（克氏點）krafft點：點：離子表面活性劑離子表面活性劑在水中的溶解度隨在水中的溶解度隨溫度升高，當至某一溫度時，其溶解度急劇升高，溫度升高，當至某一溫度時，其溶解度急劇升高， 該溫度稱為該溫度稱為krafft點，點， 相對應的溶解度即為該離子相對應的溶解度即為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)。krafft點是離子表面活性劑應用溫度的下限，點是離子表面活性劑應用溫度的下限，即只有高于即只有高于krafft點，表面活性劑才能更大程度地點

17、，表面活性劑才能更大程度地發揮作用。發揮作用。2.起曇與曇點聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高至某至某一溫度時，其溶解度急劇一溫度時，其溶解度急劇下降并析出，溶液出現混下降并析出，溶液出現混濁，此現象稱為起曇，此時溫度稱為曇點濁，此現象稱為起曇，此時溫度稱為曇點(或濁點）?；驖狳c）。原因：溫度升高到一定程度時，可導致聚氧乙原因：溫度升高到一定程度時，可導致聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，聚氧乙烯鏈發生強烈的烯鏈與水之間的氫鍵斷裂，聚氧乙烯鏈發生強烈的脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表脫水和收縮，使增溶空間減小，增溶能力下降，表面活劑溶解度急劇降低。

18、面活劑溶解度急劇降低。在聚氧乙烯鏈相同時，碳氫鏈越長，濁點越低；在聚氧乙烯鏈相同時，碳氫鏈越長，濁點越低；在碳氫鏈長相同時，聚氧乙烯鏈越長則濁點越高。在碳氫鏈長相同時，聚氧乙烯鏈越長則濁點越高。四、表面活性劑的生物學性質l表面活性劑可能增加藥物吸收，也可能降低藥表面活性劑可能增加藥物吸收，也可能降低藥物的吸收。物的吸收。 若藥物被增溶在膠束內，且能順利從膠束內擴散或若藥物被增溶在膠束內，且能順利從膠束內擴散或膠束迅速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；膠束迅速與胃腸粘膜融合，則增加吸收；表面活性劑溶解生物膜脂質，增加上皮細胞的通透表面活性劑溶解生物膜脂質，增加上皮細胞的通透性，從而改善吸收；性，從而改

19、善吸收；形成高粘度團塊，降低胃空速率，增加藥物吸收。形成高粘度團塊，降低胃空速率，增加藥物吸收。（一）對生物膜的影響l離子型表面活性劑在酸性或堿性介質中都可能與離子型表面活性劑在酸性或堿性介質中都可能與蛋白質結合。蛋白質結合。 蛋白質蛋白質在堿性下，羧基解離而帶負電荷時，在堿性下，羧基解離而帶負電荷時，與陽離子與陽離子表面活性劑發生表面活性劑發生電性結合；電性結合； 蛋白質蛋白質在酸性下，氨在酸性下，氨基或基或胺胺基解離基解離而帶正電而帶正電荷時，與陰離子荷時，與陰離子表面活性劑發生表面活性劑發生電性結合。電性結合。l表面活性劑還可破壞蛋白質結構中的鹽鍵、氫鍵表面活性劑還可破壞蛋白質結構中的鹽鍵、氫鍵和疏水鍵，使和疏水鍵，使蛋白質的蛋白質的螺旋結構被破壞，最終螺旋結構被破壞，最終蛋白質蛋白質發生變性。發生變性。（二）表面活性劑與蛋白質的相互作用1. 表面活性劑毒性大?。罕砻婊钚詣┒拘源笮。?一般是陽離子型一般是陽離子型陰離子型陰離子型非離子型非離子型2. 口服給藥：陽離子型口服給藥：陽離子型陰離子型陰離子型非離子型，非離子型，非離子型表面活性劑口服一般非離子型表面活性劑口服一般沒沒有毒性。有毒性。 3. 靜脈給藥的毒性靜脈給藥的毒性口服，口服， 其中仍非離子型