剂HLB值的计算
39
• HLB值与应用的关系
亲 油 性 表 面 活 性 剂 HLB 低 ， 亲水性表面活性剂的HLB高； 亲油性或亲水性很大的表面活 性剂易溶于油或水。
• 3-6：W/O型乳化剂； • 8-18：O/W型乳化剂； • 13-18：增溶剂； • 7-9：润湿剂。
40
二、亲水亲油平衡值（HLB）
高亲油性越好，亲水性越差）
34
2.温度对溶解特性的影响
• 昙点：聚氧乙烯型非离子表面活性剂，升 温可导致聚氧乙烯链与水间氢键断裂，升 到一定温度时，聚氧乙烯链发生强烈脱水 和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降， 溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊的 现象。此温度为昙点或浊点
聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越
多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙 醇胺皂) ③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及 多价盐破坏，电解质使之盐析。 ④应用：具有一定刺激性，一般供外用。
13
硫酸酯盐：
①通式：R·O·SO3¯M+ ②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂
肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠SDS) 。
③性质：与水混溶，为无刺激去污剂和润湿 剂；乳化性很强，稳定、耐酸和钙镁盐， 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
•性质：毒性低、溶血作用小，化学上不解 离，不易受电解质和pH值的影响；能与大 多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、 注射）。
•分类：聚乙二醇型、多元醇型
20
2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型） 聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚 ① 通 式 ： RO(CH2OCH2)nH 与 R-
在等电点以下—呈阳离子型表面活性剂性质 （杀菌）
18
• 两性离子表面活性剂 c.常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱 型两性离子型表面活性剂。 d.最大优点：适用于任何pH溶液，甜菜碱 型等电点时也不沉淀。
甜菜碱型
19
2.非离子表面活性剂
在水溶液中不解离。
•结构组成：①亲水基团 (甘油、聚乙二醇、 山梨醇)；②亲油基团(长链脂肪酸、长链 脂肪醇、烷基或芳基)；③两类基团通过酯 键、醚键连接。
第四章 表面活性剂
1
课程要求
§ 掌握
• 掌握表面活性剂的概念、结构特征和基本性质； 掌握表面活性剂的分类方法和基本类型；
§ 熟悉
• 熟悉表面活性剂的吸附性
§ 了解
• 了解表面活性剂对药物吸收的影响、与蛋白的结 合及其毒性。
2
第一节 表面现象与表面张力
一、概述
1.表面张力(surface tension)：指作用于液体 表面任何部分单位长度直线上的收缩力。 表面张力的方向与该直线垂直并与液面相
低；碳氢链长相同时，聚氧乙烯链越长则
浊点越高
35
3.亲水亲油平衡值
• HLB值的概念
亲 水 亲 油 平 衡 值 ( h y d r o p h i l e - l i p o p h i l e balance, HLB)：表面活性剂分子中亲水和 亲油基团对油或水的综合亲和力。是用来 表示表面活性剂亲水亲油性强弱的数值。
④应用：用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪 酸甘油酸的增溶剂；较好的洗涤剂。
15
1.离子型表面活性剂 • 阳离子表面活性剂 a.起作用的亲水基端是阳离子，又称逆性
肥皂或阳性皂。其水溶液大多呈酸性。 b.结构：[R1R2N+R3R4]X¯—— 季铵盐。
烷基三甲基氯特点：水溶性大，在酸性和碱性溶液中 较稳定具有良好的表面活性和杀菌作用。
现象。
8
3.表面活性剂的结构特征
不论何种类型的表面活性剂，都是由性质 不同的两部分组成。一部分是由疏水亲油 的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为 亲水疏油的极性基。这两部分分别处于表 面活性剂分子两端，为不对称分子结构。
两亲分子示意图
9
表面活性剂分子
非极性烃链
一般为8-20 个碳原子组 成的烃链
32
2、温度对溶解特性的影响
• Krafft点：在低温时，离子型表面活性剂在 水中溶解度随温度升高而缓慢增加，但当 温度升高至某一值后，溶解度迅速增加， 该温度称为Krafft点。相对应的溶解度为该 离子表面活性剂的CMC
CMC
33
• Krafft点： Krafft点的意义 a.是离子型表面活性剂的特征值； b.是离子型表面活性剂应用温度的下限， c.可用于判断表面活性剂的亲水亲油性（越
22
2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型）
聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆）
Poloxamer Pluronic
分子量
EO
PO
EO
溶解性 （水）
401
L121
4400
6
67
6
不溶
407
F127
12000
101
56
101
易溶
338
F108
15000
141
44
141
易溶
237
F87
7700
HLB=∑(亲水基团HLB)-∑(亲油基团HLB)+7 适用范围：普适，与实验结果一致性高
37
• HLB值的概念 HLB值的计算 b.HLB值的理论计算法
38
• HLB值的概念 HLB值的计算 b.非离子型表面活性剂的加和性
W为表面活性剂的重量，HLBa和HLBb为两种表面活性剂的HLB值
适用范围：不能用于混合离子型表面活性
7
第二节 表面活性剂
一、定义和特点
1.表面活性剂(surfactant)：能使液体的表面 张力显著降低的物质。
2.应用：表面活性剂分子在溶液中可以集中
在溶液表面、两种不想混溶的液体的界面或
集中在液体和固体的界面，很少的用量就可
以起到降低表面张力和界面张力的作用，进
而改变包括混合、润湿、铺展与吸附等表面
64
37
64
易溶
188
F68
8350
80
27
80
易溶
108
F38
500
46
16
46
易溶
毒性、刺激性小，不易引起过敏反应
23
2.非离子表面活性剂 • 多元醇型
脂肪酸山梨坦： ①又称司盘（Span）：即失水山梨醇脂肪
酸酯，是山梨糖醇及其单酐和二酐与脂 肪酸反应而成的酯类化合物
O
CH2OOCR
OH
OH
OH
• 临界胶束浓度(critical micell concentration,
CMC)：表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓
度。
30
• 常见的胶束结构
31
• 临界胶束浓度的测定 当表面活性剂在溶液中的浓度达到CMC时，除溶 液的表面张力外，溶液的多种物理性质如摩尔电 导、粘度、渗透压、密度、光散射等多种物理性 质发生急剧变化。利用一现象测定溶液的物理性 质，并将物理性质发生急剧变化时的表面活性剂 攻读作为该表面活性剂的CMC（电导法、 表面张 力法、光散射法、染料法、增溶法以及荧光探针 法）
是在司盘类的剩余羟基上结合聚氧乙烯 得到的酯类化合物
O
CH2OOCR
H(C2H4O)xO
O(C2H4O)yH O(C2H4O)zH
26
聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯： ② 分类：根据脂肪酸链长不同分类
Tween -20 -40 -60 -65 -80 -85 脂肪酸 单月桂 单棕榈 单硬脂 三硬脂 单油 三油
3. 常用表面活性剂的HLB值（查手册）
41
4.毒性
• 表面活性剂的毒性
表面活性剂毒性大小：阳离子型>阴离子
型>非离子型；阳离子型>两性离子型
口服给药呈慢性毒性：也是阳离子型>阴 离子型>非离子型；非离子型表面活性剂
口服基本没有毒性。
静脉给药：毒性均较口服大。阴或阳离子
表面活性剂不仅毒性较大，而且有溶血作
29
1.形成胶束
• 胶束(micelles)：低浓度时，表面活性剂会在液
体界面发生定向排列，形成亲水基朝向内疏水基 团向外的单分子层，此时疏水基团离开水性环境， 体系处于最低自由能状态。随着表面活性剂浓度 的增加，当液体表面不同容纳更多的表面活性剂 分子时，剩余的表面活性剂自发形成亲水基向水、 疏水基在内的缔合体，称为胶束
5
• 概念 润接触角：平衡时，气-液-固三相交界处，
气-液界面和固-液界面之间的夹角。接触角 0-180，越小润湿性越好，0完全润湿，<90 可以润湿，>90 不能润湿。
θ
6
3.吸附
• 概念 吸附(adsorption)：固体表面通过富集气体或溶
液中的溶质实现稳态平衡，液体表面靠吸附于 体系的溶质以降低自由能或表面张力，由此产 生固-气（液）与液-液（气）界面吸附 分类：物理吸附和化学吸附（如离子交换吸附、 氢键吸附等）
切沿着与表面相切的方向
3
二、常见表面现象
1.液体铺展：当一种液体滴到另一液体的表 面，分子之间相互作用使一种液体覆盖在另 一种液体表面并形成一层液膜的现象。
4
2.润湿
• 概念 润湿(wetting)：促进液体在固体表面铺展或渗
透的作用称为润湿。其热力学定义是，若固 体与液体接触后体系自由能G降低，称润湿。 润湿的形式：粘附润湿(adhesional wetting)、 铺 展 润 湿 (spreading wetting) 和 浸 湿 (immersional wetting) 。
C6H5O(CH2OCH2)nH ②主要用途：增溶剂和O/W型乳化剂 ③举例：
蓖麻油聚氧乙烯醚 （临界胶束浓度极低、HLB12-14，可用于紫杉醇增溶） 21