1、1第三章 表面活性劑2主要內容o 第一節 表面活性劑及種類o 第二節 表面活性劑的基本特性o 第三節 表面活性劑的應用3第一節 表面活性劑及種類一、概念： o 表面活性劑表面活性劑(surfactant) ：能使表面張力急劇下降的物質。如肥皂水溶液。 o 表面張力：表面張力：使液體表面分子向內收縮至最小面積的這種力。 o 界面吸附：界面吸附：表面活性劑溶于液體中時，被吸附于液體的表面，使溶液表面層的濃度大于溶液內部的濃度，這種現象稱為界面吸附。o 正吸附：正吸附：表面活性劑在溶液的表面層聚集的現象。45二、表面活性劑的作用原理： o 由于其分子結構大都是長鏈的有機化合物，含有親水基團和親油基團

2、，當被溶于水中時，在低濃度時幾乎被吸附于液體表面，其親水基團插入水中，親油基團向空中，從而改變了液體的表面張力。 6三、表面活性劑的種類：o 離子型表面活性劑離子型表面活性劑 （陰離子型活性劑；陽離子型活性劑）o 兩性離子型兩性離子型o 非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑 7（一）陰離子型表面活性劑： o 起表面活性作用部分是陰離子，即帶負電荷。1、肥皂類：、肥皂類： 通式：通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽 分類：分類：一價金屬皂(鉀、鈉皂)；二價或多價皂(鉛、鈣、鋁皂)；有機胺皂(三乙醇胺皂) 性質：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。 應用：應用：具有一定的

3、刺激性，只供外用。 82、硫酸化物：、硫酸化物： 通式：通式：ROSO3-M+硫酸化油,高級脂肪醇硫酸脂類。 分類：分類：硫酸化油(硫酸化蓖麻油稱土耳其紅油)；硫酸化脂肪醇脂(十二烷基硫酸鈉,SDS,SLS) 。 性質：性質：可與水混溶，為無刺激的去污劑和潤濕劑；乳化性很強，穩定，易與一些高分子陽離子藥物發生沉淀。 應用：應用：代替配皂洗滌皮膚；有一定刺激性，用于外用軟膏的乳化劑。 93、磺酸化物：、磺酸化物： 通式：通式：RSO3-M+ 分類：分類：脂肪族磺酸化物，如二辛玻珀酸脂磺的鈉；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，如牛磺膽酸鈉。 性質：性質：水溶

4、性, 耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差, 不易水解。 應用：應用： 用作胃腸脂肪的乳化劑和單脂肪酸甘油酸的增溶劑；較好的洗滌劑。 10(二)陽離子型表面活性劑 o 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。 114、常用藥物： 苯扎氯銨(潔爾滅)：常用濃度0.01-0.02%殺菌力強穩定可降低溶液的表面張力。 苯扎溴銨 (新潔爾滅) 12(三)兩性離子型表面活性劑: o 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。分類及常用品種: o 天然活性劑：天然活性劑：

5、 陰離子部分磷酸型； 陽離子部分季胺鹽類。 o 合成活性劑：合成活性劑： 陰離子部分羥酸鹽型、硫酸脂、 磺酸 鹽、磷酸脂。 陽離子部分胺酸、季胺鹽； 13o 常用品種常用品種：卵磷脂、氨基酸型和甜菜堿型兩性離子型表面活性劑。o 最大優點：最大優點：適用于任何PH溶液，在等電點時也無沉淀。 性質： o 堿性水溶液中呈陰離子性質，起泡性良好、去污力強； o 酸性水溶液中呈陽離子性質，殺菌力很強，毒性小。 14(四)非離子型表面活性劑 o 在水溶液中不是解離狀態故稱之。 1、結構組成：親水基團 (甘油、聚乙二醇、山梨醇)；親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；酯鍵、醚鍵。2、性質： 毒性，

6、溶血作用較小，化學上不解離，不易受電解質，pH值的影響；能與大多數藥物配伍，應用廣泛（外用、內服、注射）。 153、常用品種 o 脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。o 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。o 應用：HLB34，表面活性弱，主要用作W/O型輔助乳化劑。 16 蔗糖脂肪酸酯：簡稱蔗糖酯 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。 o 根據脂肪酸取代數不同分為：單酯、二酯、三酯及多酯。o 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。o 應用：HLB513，表面

7、活性弱，主要用作O/W型乳化劑、分散劑。17脂肪酸山梨坦：司盤類Spans 即脫水山梨醇脂肪酸酯o 山梨糖醇及其單酐和二酐+各種脂肪酸Spans(混合物)o 根據脂肪酸品種數量不同分為：o 應用：HLB1.83.8，因其親油性較強，一般用作W/O乳劑的乳化劑。用于搽劑，軟膏，亦可作輔助乳化劑。 Span-20-40-6065-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油 18聚山梨酯(polysorbate)：吐溫Tweens 即聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯o 脫水山梨醇脂肪酸酯+環氧乙烷Tweens(親水性化合物)o 因也有一次和二次脫水，故為混合物。 o 脂肪酸品種和數量不同分為：o 應

8、用：親水性大大增加，為水溶性表面活性劑，用作增溶劑、乳化劑、分散劑和潤濕劑。Tween-20-40-6065-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油 19聚氧乙烯脂肪酸酯：賣澤類Myrjo 系聚乙二醇與長鏈脂肪酸縮合而成的酯。 o 通式：RCOOCH2(CH2O CH2)nCH2OH o 因n不同，產品常用的有： Myri-45 -49 -51 -52 -53 o 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polyoxyl 40 stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯,聚乙二醇單硬脂酸聚烴氧40酯,S40 )。20聚氧乙烯脂肪醇醚o 系聚乙二醇與脂肪醇縮合

9、而成的醚。o 通式:RO(CH2O CH2)nH o 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。 213）平平加O(Perogol O)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。o Emlphor易溶于水和醇及多種有機溶劑， HLB1218，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和油/水型乳化劑。 如Cremophor EL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚

10、，氧乙烯單位為3540，HLB1214。22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)。o 通式：HO(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)cH o 性質：為淡黃色液體或固體；分子量100014000；HBL0.530；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良性能，但增溶能力較弱。23o 特點：對皮膚無刺激和過敏性， 對粘膜刺激性很大，毒性中較小，Poloxamer188 (pluronic68)可作為o/w型乳化劑， 是目前用于靜脈乳劑少數合成的乳化劑之一，

11、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。 2425第二節 表面活性劑的基本特性一、締合膠體一、締合膠體 o 膠束（膠束（micelles)：當溶液內表面活性劑分子數目不斷增加時，其疏水部分相互吸引，締合在一起，親水部分向著水，幾十個或更多分子締合在一起形成締合的粒子，稱為膠束。 o 臨界膠束濃度臨界膠束濃度（ critical micell concentration, CMC）：開始形成膠束的濃度，與物質的結構、組成有關。 o 締合膠體：締合膠體：由于膠束的大小約在 30-80A， 在膠體分散范圍并且有膠體溶液的一些特性，故稱為締合膠體。26o 膠束的結構膠束的結構27

12、二、親水親油平衡值HLB o 定義：HLB(hydrophile-lipophile balance)系表面活性劑中親水和親油基團對油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性劑的親水親油性強弱的數值。 o 數值范圍：HLB040，其中非離子表面活性劑HLB020，即石蠟為0，聚氧乙烯為20。2829o 特性與應用：o 親油性表面活性劑的HLB低，親水性表面活性劑的HLB高；o 親油性或親水性很大的表面活性劑易溶于油或易溶于水；o HLB值在38的表面活性劑適合作W/O型乳化劑；o HLB值在818的表面活性劑適合作O/W型乳化劑；o HLB值在1318的表面活性劑適合作增溶劑；o HLB值在79的

13、表面活性劑適合作潤濕劑。3031o HLB值計算：非離子表面活性劑的HLB具有加和性。(1) 對非離子型表面活性， 可能過經驗式求得:o HLBab=(HLBaWa+HLBbWb)/(Wa+Wb)(2)理論計算法：如果HLB值是由表面活性劑分子中各種結構基團貢獻的總和，則每個基團對HLB值的貢獻可用數值表示，此數值稱為HLB基團數(group number)。o HLB=(親水基團HLB)+(親油基團HLB)+73233o當溫度升高至某一溫度時，離子型表面活性劑在水中的溶解度急劇升高， 該溫度稱為kraft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)o臨界膠束濃度(CMC)

14、：表面活性劑分子締合成膠束的最低濃度okrafft點是離子表面活性劑的特征值， krafft點越高，則CMC越小。okrafft點亦是離子表面活性劑應用溫度的下限，即只有高于krafft點，表面活性劑才能更大地發揮作用。三、 kraft點、CMC、曇點34濁點或曇點(cloud point)o 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，溶液出現混濁，此現象稱為起曇，此時溫度稱為曇點或濁點。35第三節 表面活性劑的應用一、增溶劑： o 增溶：系指物

15、質由于界面活性劑膠團的作用，而增大溶解度的過程。o 增溶劑：用于增溶的表面活性劑，用非離子型表面活性劑作增溶劑的最適HLB值為15-18。 36二、乳化劑（Emulsifiers） o 在油、水混合液中，加入界面活性劑后，界面活性劑分子定向排列在油與水的界面上，使油-水界面張力降低，并在分散相液滴的周圍形成了一層保護膜，防止了分散相相互碰撞時的聚結合并，這一過程稱為乳化，加入的表面活性叫作乳化劑。 37o 表面活性劑的HLB值，可決定乳濁液的類型，通常選用HLB值為38的表面活性劑作為W/O型乳化劑；選用HLB值816的表面活性劑作為O/W型乳化劑.。o 每種被乳化的油，均有最適宜的HLB值，

16、欲制成最穩定的乳濁液，應選擇該油相所需的HLB值所對應的表面活性劑作用乳化劑。38三、潤濕劑(Wetters) o 潤濕：表面活性劑可降低疏水性固體藥物和潤濕液體之間的界面張力，使液體能粘附在固體表面，改善其潤濕作用。o HLB值79，并有適宜溶解度的表面活性劑，可作潤濕劑使用。39四、起泡劑與消泡劑o 起泡劑(foaming agent)：表面活性物質降低了液體的表面張力，增加了液體的粘度，并使泡沫穩定之故。 o 消泡劑(antifoaming agent)：用來消除泡沫的物質，因其表面活性大，可吸附在泡沫的表面上，取代原來的起泡劑，由于本身碳鏈短不能形成堅固的液膜，使泡沫破壞。 o 如：C5-6醇或醚，硅酮以及其它HLB值在1.5-3的表活劑。40五、去垢劑o 去垢劑(det