表面活性劑 教案

helloshigy

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編  號：
課程名稱	藥劑學(xué)	專   業(yè)	藥學(xué)		班       級		2008-1
主講教師	王玲	計劃時數(shù)	2學(xué)時		專業(yè)層次		本科
專業(yè)職稱	講師				編寫時間		2011年8月
章節(jié)名稱	第十章  表面活性劑				使用時間		2011年9月
教學(xué)目的   與 要 求	教學(xué)目的：通過介紹表面活性劑的有關(guān)知識，學(xué)習表面活性劑的概念種類、性質(zhì)應(yīng)用等   教學(xué)要求：   1、掌握表面活性劑的概念、基本結(jié)構(gòu)和種類。   2、掌握表面活性劑的基本性質(zhì)與應(yīng)用。   3、熟悉表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)。   4、了解表面現(xiàn)象、表面張力產(chǎn)生機理。
重點與難點	重點：離子表面活性劑、非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)特點、特性；膠束、CMC的概念；HLB值的計算；表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。    難點：表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。
教學(xué)內(nèi)容  更新情況	講述新劑型中使用的特殊表面活性劑
教學(xué)方法       與 組 織	教學(xué)方法：討論式、交互式及“問題式”教學(xué)方法
	教學(xué)內(nèi)容：表面活性劑的概述、表面活性劑的分類及特點、應(yīng)用。
	教學(xué)組織：總結(jié)上節(jié)課內(nèi)容5分鐘，表面活性劑的概述講授45分鐘；表面活性劑的分類講授40分鐘，小結(jié)10分鐘。
教學(xué)手段	自制電子講義，以板書與多媒體相結(jié)合方式講解。
教材和     參考書	教    材：普通高等教育“十一五”國家級重點教材《藥劑學(xué)》（第七版），參考《藥劑學(xué)》（屠錫德  2002年第三版）、《現(xiàn)代藥劑學(xué)》(平其能  2001年7月第一版)
集體備課	集體備課時間：2009年5月22號      主持：李巖                                                                               主講：滕亮         副教授                                                                                     其討論結(jié)果：1、 結(jié)合例題講解混合HLB值的計算。   2、 注意結(jié)合乳劑、混懸劑有關(guān)知識點講解表面活性劑的用途。
教研室       審查意見
	教研室主任簽字：

教學(xué)目的：通過介紹表面活性劑的有關(guān)知識，學(xué)習表面活性劑的概念種類、性質(zhì)應(yīng)用。

教學(xué)要求：

1、掌握表面活性劑的概念、基本結(jié)構(gòu)和種類。

2、掌握表面活性劑的基本性質(zhì)與應(yīng)用。

3、熟悉表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)。

4、了解表面現(xiàn)象、表面張力產(chǎn)生機理。

第十章 表面活性劑     

§1  概述

一、表面活性劑的概念

1、表面張力：一種液體收縮性表面力，借以使其傾向于呈球形及顯出最小可能的表面積。

2、表面活性劑(surfactant, surface activeagent):是指那些具有很強表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì),還具有增溶、乳化、去污、消泡、潤濕、殺菌等應(yīng)用性質(zhì)。

二、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征

表面活性劑＝非極性烴鏈(8個碳原子以上)＋幾個極性基團(解離的離子基團或非解離的親水基團)

三、表面活性劑的吸附性

1、在溶液中的正吸附：表面活性劑在溶液表面層的聚集現(xiàn)象。親水基向外，疏水基向內(nèi)，改變?nèi)芤罕砻嫘再|(zhì)。

2、在固體表面的吸附：降低表面張力的吸附稱之為正吸附.

極性固體+離子表活  低濃度，單分子層，疏水鏈向外；高濃度，雙層吸附，溫度升高，吸附量減少。

非極性固體   單分子層，親水鏈向外，濃度增加，吸附量不增加。

非離子表活   吸附量隨溫度升高而增加，單分子層轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾肿訉印?/div>

§2表面活性劑的分類

類別	代表物	組成	性質(zhì)	應(yīng)用
陰離子表面活性劑	肥皂類	高級脂肪酸鹽(RCOO-)nMn+；C11~17	可分為堿金屬皂(鉀皂)、堿土金屬皂(單硬脂酸鋁、硬脂酸鈣)、有機胺皂(三乙醇胺)。易被酸破壞，堿金屬皂易被鈣、鎂鹽破壞，電解質(zhì)可使之鹽析。	良好的乳化性與分散油的能力，多用于外用制劑。
	硫酸化物	硫酸化油、高級脂肪醇硫酸酯    R·O·SO3-M+；C12~18	1硫酸化蓖麻油(土耳其紅油)，無刺激的去污劑、潤濕劑2十二烷基硫酸鈉（SDS、SLS）、十六烷基硫酸鈉（鯨蠟醇硫酸鈉）、十八烷基硫酸鈉（硬脂醇硫酸鈉），穩(wěn)定、強乳化性，+陽離子藥物↓，對粘膜有刺激性。	1洗滌皮膚，增溶揮發(fā)油、水不溶的殺菌劑2外用軟膏的乳化劑，固體制劑的潤濕劑與增溶劑
	磺酸化物	脂肪族磺酸化物、    烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物    R·SO3-M+	二辛基琥珀酸磺酸化鈉（阿洛索—OT）、二己基琥珀酸磺酸化鈉、十二烷基苯磺酸鈉、膽酸鹽類（肝膽酸鈉、牛黃膽酸鈉）	十二烷基苯磺酸鈉為洗滌劑；膽酸鹽類常用作胃腸道脂肪乳的乳化劑和單甘酯的增溶劑
陽離子表面活性劑	又稱陽性皂、季銨化合物	五價氮原子	水溶性好，穩(wěn)定，良好的表面活性作用、殺菌作用；苯扎氯銨(潔爾滅)、苯扎溴銨(新潔爾滅)	殺菌劑
兩性離子表面活性劑	卵磷脂    （天然）	包括各種甘油磷脂；豆磷脂、蛋磷脂	使用性能與各組分比例有關(guān)，磷脂酰膽堿↑O/W；肌醇磷脂↑W/O；不穩(wěn)定（熱、酸、堿酯酶）;不溶于水,溶于乙醚、氯仿、石油醚	用于制備注射用乳劑、脂質(zhì)微粒
	氨基酸型(合成)	羧酸鹽+胺鹽    （R·+NH2·CH2CH2·COO-）	等電點（微酸）時親水性減弱并可能↓	Tego 殺菌力強、毒性小
	甜菜堿型    (合成)	羧酸鹽+季銨鹽    （R·+N·(CH3)2CH2·COO-）	在酸、堿、中性液中溶解    注：堿性液中為陰離子表活，起泡、去污    酸性液中為陽離子表活，殺菌	咪唑啉型,陽離子部分為咪唑啉環(huán)，毒性、刺激性極低。
非離子表面活性劑	脂肪酸甘油脂	單甘酯、二甘酯	不溶于水，易水解，表面活性弱，HLB3—4	W/O輔助乳化劑
	蔗糖脂肪酸酯	多元醇,單、二、三、多酯	不溶于水，易水解，室溫穩(wěn)定，HLB 5—13，高溫下焦化,酸、堿、酶作用水解	O/W乳化劑、分散劑，高脂肪酸時可為阻滯劑
	脂肪酸山梨坦（spans）	失水山梨醇脂肪酸酯	不溶于水，易水解，HLB 1.8—3.8	W/O乳化劑，spans20or40+Tween  O/W    Spans60or65+Tween W/O
	聚山梨酯（Tweens）	聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯	溶于水，對熱穩(wěn)定，酸、堿、酶作用易水解，低濃度時成膠束，增溶不受pH影響	增溶劑、乳化劑、分散劑、潤濕劑
	聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤）	聚乙二醇+長鏈脂肪酸	較強水溶性，乳化能力強，如聚氧乙烯40硬脂酸酯	O/W乳化劑
	聚氧乙烯脂肪醇醚（芐澤）	聚乙二醇+脂肪醇	芐澤30、35；西土馬哥；平平加O；埃摩爾佛	增溶劑、O/W乳化劑
	聚氧乙烯—聚氧丙烯共聚物(泊洛沙姆)	HO(C2H4)a-(C3H6O)b-(C2H4O)aH	聚氧乙烯↑,親水性↑；聚氧丙烯↑，親油性↑乳化、潤濕、分散、起泡、消泡，增溶能力弱	泊洛沙姆188，靜脈乳乳化劑

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課程名稱	藥劑學(xué)	專   業(yè)	藥學(xué)		班       級		2008-1
主講教師	王玲	計劃時數(shù)	2學(xué)時		專業(yè)層次		本科
專業(yè)職稱	講師				編寫時間		2011年8月
章節(jié)名稱	第十章  表面活性劑				使用時間		2011年 9月
教學(xué)目的   與 要 求	教學(xué)目的：通過介紹表面活性劑的有關(guān)知識，學(xué)習表面活性劑的概念種類、性質(zhì)應(yīng)用等   教學(xué)要求：   1、掌握表面活性劑的概念、基本結(jié)構(gòu)和種類。   2、掌握表面活性劑的基本性質(zhì)與應(yīng)用。   3、熟悉表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)。   4、了解表面現(xiàn)象、表面張力產(chǎn)生機理。
重點與難點	重點：表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。    難點：表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。
教學(xué)內(nèi)容  更新情況	采用圖表法講解重點
教學(xué)方法       與 組 織	教學(xué)方法：“問題式”教學(xué)方法
	教學(xué)內(nèi)容：表面活性劑的基本性質(zhì)和應(yīng)用；表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)。
	教學(xué)組織：總結(jié)上節(jié)課內(nèi)容5分鐘，表面活性劑的基本特性及應(yīng)用55分鐘；表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)講授30分鐘，小結(jié)10分鐘。
教學(xué)手段	自制電子講義，以板書與多媒體相結(jié)合方式講解。
教材和     參考書	教    材：普通高等教育“十一五”國家級重點教材《藥劑學(xué)》（第七版），參考《藥劑學(xué)》（屠錫德  2002年第三版）、《現(xiàn)代藥劑學(xué)》(平其能  2001年7月第一版)
集體備課	集體備課時間：2009年5月22號       主持：李巖                                                                               主講：滕亮       副教授                                                                                     其討論結(jié)果：1、 結(jié)合例題講解混合HLB值的計算。   2、 注意結(jié)合乳劑、混懸劑有關(guān)知識點講解表面活性劑的用途。
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	教研室主任簽字：

§3基本性質(zhì)與應(yīng)用

一、表面活性劑膠束

表面老化:表面活性劑溶液從開始發(fā)生表面吸附到取得恒定表面過剩濃度或穩(wěn)定表面張力的時間和程度。

凡影響表面活性劑擴散或定向的因素(電解質(zhì)、溫度、表面活性劑添加方法)都影響老化。

正吸附飽和后繼續(xù)加入表面活性劑則形成膠束。

(一)臨界膠束濃度（cmc）: 表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。

相同親水基的同系列表面活性劑，若親油基團越大，cmc↓；cmc時表面張力最小；在cmc到達后的一定范圍內(nèi)，單位體積內(nèi)膠束數(shù)量和表面活性劑的總濃度幾乎成正比。

(二)膠束結(jié)構(gòu)：隨著濃度↑，由球形→棒狀→六角束狀→板（層）狀，由液態(tài)→液晶態(tài)

(三)cmc的測定:物理化學(xué)性質(zhì)測定法(似真溶液→似膠體溶液)、吸收光譜法(微量第三成分，其吸收光譜與表面活性物質(zhì)締合狀態(tài)有關(guān), cmc附近明顯光譜變化)

(四)影響膠團形成的因素:化學(xué)結(jié)構(gòu)(碳氫基團；極性基團；反粒子)；電解質(zhì)(一般增加離子表面活性劑膠團的締合數(shù)，降低cmc,對非離子表面活性劑影響較小)；氫離子濃度；非電解質(zhì)(極性有機物、水溶性化合物)；溫度(非離子表活，50℃；離子表活，25℃)。

二、親水親油平衡值（HLB）

(一)親水親油平衡值（HLB）：表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親和力

HLB↑，親水性↑；反之，親油性↑。太大或太小，降低表面張力的作用減弱。

HLB	0.8—3	3—6	7—9	8—18	13—16	15—19
作用	消泡	W/O乳化劑	潤濕劑、鋪展劑	O/W化劑	去污劑	增溶劑

HLB的加和（權(quán)重法）：HLBab=(HLBa×Wa+ HLBb×Wb)/( Wa+Wb)

(二)HLB的理論計算法：HLB=∑（親水基團HLB數(shù)）-∑（親油基團HLB數(shù)）+7

三、增溶作用：

(一)膠束增溶

1、增溶（Solubilization）：表面活性劑在水溶液中達到cmc后，一些水不溶性或微溶性物質(zhì)在膠束溶液中的溶解度可顯著增加，形成透明膠體溶液。

增溶劑：起增溶作用的表面活性劑。增溶質(zhì)：被增溶的物質(zhì)

2、最大增溶濃度（MAC）:當表面活性劑用量固定時，增溶達到的飽和濃度。cmc↓、締合數(shù)↑，MAC↑

(二)溫度對增溶的影響:

Ⅰ影響膠束的形成；Ⅱ影響增溶質(zhì)的溶解；Ⅲ影響表面活性劑的溶解度.

1、對于離子表面活性劑為ⅡⅢ作用。Krafft點為離子表活的特征值。Krafft點↑，cmc↓；Krafft點是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限。

曲折型（在水溶液中）

2、對于大多數(shù)聚氧乙烯型的非離子表面活性劑，溫度↑至一定程度時，溶液發(fā)生混濁現(xiàn)象，稱為起曇，此時的溫度稱為曇點(濁點,cloud point)。聚氧乙烯鏈相同時,碳氫鏈越長cp越低;碳氫鏈相同時,聚氧乙烯鏈越長cp越高(親水性決定cp),泊洛沙姆在常壓下無起曇現(xiàn)象。

原因：]

鋸齒型（無水狀態(tài)）

            

  

四、表面活性劑的復(fù)配：表面活性劑之間或與其他化合物的配合使用

(一)與中性無機鹽的配伍：

1、離子表活+可溶性中性無機鹽(反離子效應(yīng)),反離子結(jié)合率越高和濃度越大cmc↓越顯著,締合數(shù)↑,烴類增容質(zhì)的增容量↑,柵狀層分子間電斥力減小,排列緊密，增容空間↓,極性物質(zhì)的增容量↓;注意陰離子表活與Ga2+、Mg2+的配伍(鹽析)。

2、非離子表活+可溶性中性無機鹽，影響小，中性無機鹽高濃度時破壞親水基與水分子的結(jié)合，cp↓。

3、表活+不溶性中性無機鹽,帶電吸附相反電荷表活(硫酸鋇－陰離子表活;皂土、白陶土、滑石粉－陽離子表活)

(二)有機添加劑:

1、脂肪醇(C6—C12)+表活分子→混合膠束，烴核體積增大，碳氫化合物增容質(zhì)的增容量；

2、極性有機物(尿素、N—甲基乙酰胺、乙二醇)+表活分子,cmc↑(與水分子發(fā)生強烈競爭性結(jié)合；助溶),影響膠束的形成。

(三)水溶性高分子

1、水溶性高分子（明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚維酮）可吸附表活，cmc↑

2、陽離子表活+含羧基與含磷酸根的水溶性高分子形成不溶性復(fù)凝聚物，一旦形成膠束則顯著增容。

(四)表面活性劑的混合體系

1、同系物混合體系 二同系物等量混合，cmc小者影響大。

2、非離子表活+離子表活易形成混合膠束，cmc在二者之間或小于其中任何一種。

陰離子表活+聚氧乙烯型非離子表活，聚氧乙烯數(shù)↑，協(xié)同作用↑，電解質(zhì)可減弱作用。陰離子表活+聚氧乙烯型非離子表活〉陽離子表活+聚氧乙烯型非離子表活

3、陰離子表活+陽離子表活

適當配伍可形成具有很高表面活性的分子復(fù)合物；二者碳氫鏈長度越接近、碳氫鏈越長，增效作用↑；混合比例、方法均影響增效作用。

五、增溶作用的應(yīng)用

1、增溶相圖：通過繪制增溶相圖來確定三元體系（溶劑、增溶劑、增溶質(zhì)）的最佳配比。

2、解離藥物的增溶

解離藥物+帶相反電荷的離子表活可出現(xiàn)增溶、可溶性復(fù)合物、不可溶性復(fù)合物；

解離藥物（弱酸性、弱堿性、兩性）+非離子表活時，pH有較大影響。

3、多組分增溶質(zhì)的增溶：對主藥的增溶效果取決于各組分與表面活性劑的相互作用。

4、抑菌劑的增溶  抑菌劑被增溶，需加大抑菌劑濃度。

5、表活溶液的化學(xué)穩(wěn)定性與膠束表面的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和膠束締合體的反應(yīng)性、藥物本身的降解途徑、環(huán)境pH、離子強度有關(guān)。

例：酯類藥物堿水解，中間產(chǎn)物為陰離子，則陰離子表面活性劑抑制水解，反之陽離子表面活性劑則促進。

β－內(nèi)酰胺類藥物酸水解可被陽離子及非離子表面活性劑抑制而被陰離子表面活性劑催化。

聚氧乙烯類表面活性劑發(fā)生水解和自氧化，生成的過氧化物促進藥物氧化降解。（聚氧乙烯脂肪醇醚＋苯佐卡因）

6、增溶劑加入順序：組分的加入順序：一般為（增溶劑+增溶質(zhì)）+溶劑；

六、其他應(yīng)用

1、乳化、潤濕、助懸

2、起泡劑（foaming agent）與消泡劑（antifoaming agent）: 起泡劑HLB高，親水性強；消泡劑反之。

3、去污劑（detergent）: HLB13—16，多為陰離子表面活性劑（如油酸鈉）

4、消毒劑與殺菌劑：大多數(shù)陽離子表活、兩性離子表活和少數(shù)陰離子表活（甲酚皂、甲酚磺酸鈉），使生物膜蛋白質(zhì)變性。

§4表面活性劑的生物學(xué)性質(zhì)

一、對藥物吸收的影響   

1、可能↑吸收，也可能↓吸收；藥物在膠束中的擴散、生物膜的通透性改變、對胃空速率的影響、粘度等。

2、藥物被增溶于膠束，則藥物從膠束內(nèi)擴散速度或膠束本身與胃腸粘膜融合速度會影響吸收（Tween-80促進螺內(nèi)酯口服吸收；cmc以上的去氧膽酸增加水楊酸的胃腸轉(zhuǎn)運率）。

3、表面活性劑濃度有很重要的作用(0.01%Tween-80增加司可巴比妥的吸收，1%則降低吸收)。

4、表面活性劑溶解生物膜脂質(zhì)增加上皮細胞的通透性，改善吸收，長期應(yīng)用造成腸粘膜損害。

5、高粘度團塊降低胃排空率，增加吸收，但粘度過大會影響藥物擴散，降低吸收。

二、與蛋白質(zhì)的相互作用  可能在不同條件下發(fā)生電性結(jié)合，也可能使蛋白質(zhì)變性(破壞鹽鍵、氫鍵、疏水鍵)。

三、毒性 陽離子>陰離子〉非離子；陽離子〉兩性離子；靜脈〉口服；陰陽離子表活均有較強溶血作用；非離子溶血作用較弱。

四、刺激性   長期或高濃度應(yīng)用可能出現(xiàn)皮膚或粘膜損害。

思考題：

1、何謂表面活性劑？具有何種結(jié)構(gòu)特征

2、簡述表面活性劑的分類方法，并舉例說明

3、簡述表面活性劑增溶的原理

4、配制100gHLB值為10.31的混合表面活性劑，問需Span60(HLB=4.7)和Tween60(HLB=14.9)各多少克？

小結(jié)：結(jié)合日常生活常識講解表面活性劑的概念、特點、分類及應(yīng)用。在講解分類時抓住重點，講解常用表面活性劑。