表面活性劑 教案

helloshigy

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編  號(hào)：
課程名稱	藥劑學(xué)	專   業(yè)	藥學(xué)		班       級(jí)		2008-1
主講教師	王玲	計(jì)劃時(shí)數(shù)	2學(xué)時(shí)		專業(yè)層次		本科
專業(yè)職稱	講師				編寫時(shí)間		2011年8月
章節(jié)名稱	第十章  表面活性劑				使用時(shí)間		2011年9月
教學(xué)目的   與 要 求	教學(xué)目的：通過(guò)介紹表面活性劑的有關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)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(jī)理。
重點(diǎn)與難點(diǎn)	重點(diǎn)：離子表面活性劑、非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、特性；膠束、CMC的概念；HLB值的計(jì)算；表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。    難點(diǎn)：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(wèn)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(diǎn)、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(guó)家級(jí)重點(diǎn)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(shí)間：2009年5月22號(hào)      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(jì)算。   2、 注意結(jié)合乳劑、混懸劑有關(guān)知識(shí)點(diǎn)講解表面活性劑的用途。
教研室       審查意見(jiàn)
	教研室主任簽字：

教學(xué)目的：通過(guò)介紹表面活性劑的有關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)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(jī)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(qiáng)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(rùn)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(gè)碳原子以上)＋幾個(gè)極性基團(tuán)(解離的離子基團(tuán)或非解離的親水基團(tuán))

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(jí)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(jī)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(jí)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(wú)刺激的去污劑、潤(rùn)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(qiáng)乳化性，+陽(yáng)離子藥物↓，對(duì)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(rùn)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(yáng)離子表面活性劑	又稱陽(yáng)性皂、季銨化合物	五價(jià)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(diǎn)（微酸）時(shí)親水性減弱并可能↓	Tego 殺菌力強(qiáng)、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(yáng)離子表活，殺菌	咪唑啉型,陽(yáng)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(shí)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(duì)熱穩(wěn)定，酸、堿、酶作用易水解，低濃度時(shí)成膠束，增溶不受pH影響	增溶劑、乳化劑、分散劑、潤(rùn)濕劑
	聚氧乙烯脂肪酸酯（賣澤）	聚乙二醇+長(zhǎng)鏈脂肪酸	較強(qiáng)水溶性，乳化能力強(qiáng)，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(rùn)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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編  號(hào)：
課程名稱	藥劑學(xué)	專   業(yè)	藥學(xué)		班       級(jí)		2008-1
主講教師	王玲	計(jì)劃時(shí)數(shù)	2學(xué)時(shí)		專業(yè)層次		本科
專業(yè)職稱	講師				編寫時(shí)間		2011年8月
章節(jié)名稱	第十章  表面活性劑				使用時(shí)間		2011年 9月
教學(xué)目的   與 要 求	教學(xué)目的：通過(guò)介紹表面活性劑的有關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)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(jī)理。
重點(diǎn)與難點(diǎn)	重點(diǎn)：表面活性劑的增溶作用及其應(yīng)用。    難點(diǎn)：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(diǎn)
教學(xué)方法       與 組 織	教學(xué)方法：“問(wèn)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(guó)家級(jí)重點(diǎn)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(shí)間：2009年5月22號(hào)       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(jì)算。   2、 注意結(jié)合乳劑、混懸劑有關(guān)知識(shí)點(diǎn)講解表面活性劑的用途。
教研室       審查意見(jiàn)
	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(kāi)始發(fā)生表面吸附到取得恒定表面過(guò)剩濃度或穩(wěn)定表面張力的時(shí)間和程度。

凡影響表面活性劑擴(kuò)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(tuán)越大，cmc↓；cmc時(shí)表面張力最小；在cmc到達(dá)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(cè)定:物理化學(xué)性質(zhì)測(cè)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(tuán)形成的因素:化學(xué)結(jié)構(gòu)(碳?xì)浠鶊F(tuán)；極性基團(tuán)；反粒子)；電解質(zhì)(一般增加離子表面活性劑膠團(tuán)的締合數(shù)，降低cmc,對(duì)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(jī)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(tuán)對(duì)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(rùn)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(jì)算法：HLB=∑（親水基團(tuán)HLB數(shù)）-∑（親油基團(tuán)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(dá)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(dāng)表面活性劑用量固定時(shí)，增溶達(dá)到的飽和濃度。cmc↓、締合數(shù)↑，MAC↑

(二)溫度對(duì)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(duì)于離子表面活性劑為ⅡⅢ作用。Krafft點(diǎn)為離子表活的特征值。Krafft點(diǎn)↑，cmc↓；Krafft點(diǎn)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(duì)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(shí)，溶液發(fā)生混濁現(xiàn)象，稱為起曇，此時(shí)的溫度稱為曇點(diǎn)(濁點(diǎn),cloud point)。聚氧乙烯鏈相同時(shí),碳?xì)滏溤介L(zhǎng)cp越低;碳?xì)滏溝嗤瑫r(shí),聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)cp越高(親水性決定cp),泊洛沙姆在常壓下無(wú)起曇現(xiàn)象。

原因：]

鋸齒型（無(wú)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(wú)機(jī)鹽的配伍：

1、離子表活+可溶性中性無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)鹽，影響小，中性無(wú)機(jī)鹽高濃度時(shí)破壞親水基與水分子的結(jié)合，cp↓。

3、表活+不溶性中性無(wú)機(jī)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(yáng)離子表活)

(二)有機(jī)添加劑:

1、脂肪醇(C6—C12)+表活分子→混合膠束，烴核體積增大，碳?xì)浠�合物增容質(zhì)的增容量；

2、極性有機(jī)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(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)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(yáng)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(yáng)離子表活+聚氧乙烯型非離子表活

3、陰離子表活+陽(yáng)離子表活

適當(dāng)配伍可形成具有很高表面活性的分子復(fù)合物；二者碳?xì)滏滈L(zhǎng)度越接近、碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，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(guò)繪制增溶相圖來(lái)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(shí)，pH有較大影響。

3、多組分增溶質(zhì)的增溶：對(duì)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(qiáng)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(yáng)離子表面活性劑則促進(jìn)。

β－內(nèi)酰胺類藥物酸水解可被陽(yáng)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(guò)氧化物促進(jìn)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(rùn)濕、助懸

2、起泡劑（foaming agent）與消泡劑（antifoaming agent）: 起泡劑HLB高，親水性強(qiáng)；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(yáng)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(duì)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(kuò)散、生物膜的通透性改變、對(duì)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(kuò)散速度或膠束本身與胃腸粘膜融合速度會(huì)影響吸收（Tween-80促進(jìn)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(yùn)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(xì)胞的通透性，改善吸收，長(zhǎng)期應(yīng)用造成腸粘膜損害。

5、高粘度團(tuán)塊降低胃排空率，增加吸收，但粘度過(guò)大會(huì)影響藥物擴(kuò)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(yáng)離子>陰離子〉非離子；陽(yáng)離子〉兩性離子；靜脈〉口服；陰陽(yáng)離子表活均有較強(qiáng)溶血作用；非離子溶血作用較弱。

四、刺激性   長(zhǎng)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(jiǎn)述表面活性劑的分類方法，并舉例說(shuō)明

3、簡(jiǎn)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(wèn)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(shí)講解表面活性劑的概念、特點(diǎn)、分類及應(yīng)用。在講解分類時(shí)抓住重點(diǎn)，講解常用表面活性劑。