第三章表面活性剂
• 3.聚氧乙烯-聚氧丙烯型
•
泊洛沙姆,国外商品名(普朗尼克 pluronic) 美国 NF 名 Poloxamer ,本品为聚氧乙烯丙烯嵌 段 共 聚 物 , 其 化 学 结 构 式 为 HO-(C2H4O)a(CHCH2(CH3)O)b-(C2H4O)a-H 其中 b 至少为 15 , (C2H4O)a,a为化合物总量的10~80%。 • 本品有很多种,从分子量 1000 到 7000 以上。 泊洛沙姆是新型的优良乳化剂、食品添加剂、 增溶剂、分散剂、高级化妆品辅助剂,由于其 无毒、无抗原性、无致敏性、无刺激性、化学 性质稳定、不溶血,是目前能应用于静脉注射 乳剂的一种合成的乳化剂,在药物制剂中得到 普遍的重视和广泛的应用。
Span 20 OE 4 MOA 4
8.6 7.7 9.5 10.0
ABS FM OP-9
11.7 12.0 13.0 13.0
聚氧乙烯辛基苯酚醚-10 聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸 酯 聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯 十二烷基三甲基氯化铵 聚氧乙烯十二烷-15 聚氧乙烯脱水山梨醇棕榈酸单 酯 聚氧乙烯硬脂酸酯-30 聚氧乙烯硬脂酸酯-40
(四)非离子型表面活性剂
1.多元醇型
(1) 脱水山梨醇脂肪酸酯类(司盘型:Span)通式:
O CH2OOCR
OH OH
OH
该表面活性剂为脂肪酸与山梨醇脱水而环合。其系 列品种有span 20(脱水山梨醇单月桂酸酯),span 40 (脱水山梨醇单棕榈酸酯);span 60(脱水山梨醇单硬 脂酸酯);span 65(脱水山梨醇三硬脂酸酯);span 80 (脱水山梨醇单油酸酯);span 85 (脱水山梨醇三 油酸酯)。
钠、钙、镁等。 • 2.硫酸盐 通式:ROSO3-M+,如十二烷基硫 酸钠、十六醇硫酸钠等。 • 3.磺酸盐 烷基磺酸盐通式:RSO3-M+,如二 己基琥珀酸磺酸钠。 • 烷基苯基磺酸盐通式: RC6H5SO3 - M+ ,如十 二烷基苯磺酸钠等。 • 4.胆盐 如甘胆酸钠、牛胆磺酸钠等。
(二)阳离子表面活性剂
• 4.蔗糖脂肪酸酯
•
药用蔗糖脂肪酸酯(sucrose esters,简称SE)是 国内研制成功的一类非离子型表面活性剂。 • 这类化合物由蔗糖分子中一个或数个羟基与 脂肪酸(硬脂酸、软脂酸、棕榈酸等)酯化而成。 SE是单酯、双酯及三酯的混合物,改变其比例, 其亲水性就发生变化,同时HLB值也可在1~16内 范围变化。由于SE分子中同时存在性质相反的两 亲性基团结构,且保持一定的均衡性,因此具有 较好的降低表面张力的作用。 • 其最大特点是无毒、无味、无嗅、无刺激性, 在体内能降解成脂肪酸和蔗糖,兼具营养价值。 SE已被广泛用于食品、日用化学及制糖等工业。
举例 季胺化合物 肥皂类,高级脂 烃硫(磺)酸化物 二 性 同时具正、负电荷, 蛋黄中之卵磷脂 离子型 随介质pH不同而成 合成(胺盐氨基酸 为阳或阴离子生效 型季胺盐甜菜碱型) 非离子型 水溶液中不呈解离态 司盘类、吐温类 卖泽类、卞泽类 普朗尼克、乳化剂OP
• 常用的表面活性剂分类如下: • (一)阴离子表面活性剂 • 1.高级脂肪酸盐 通式:RCOO-M+, 如硬脂酸
1.胺盐型 [RNH3+]X-,[R2NH2+]X-,如氯 苄甲乙胺等。 2.季铵盐型 [R1R2N+R3R4]X-,如洁尔灭、 新洁尔灭等。
• (三)两性离子表面活性剂
1.氨基酸型 RN+H2CH2CH2COO- 2.磷脂类 磷脂类表面活性剂可用于医药品、营养 品、化妆品、食品中,有广泛的应用前途。磷脂 可用于静注用乳剂与脂质体的制备,具有更重要 的意义。磷脂是天然表面活性剂,含有磷脂酰胆 碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸等,将磷脂中 主要的分子结构式表示如下:
•
泊洛沙姆是各种不同分子量的聚氧乙烯聚氧 丙烯的嵌段共聚物的一系列产品的总称,但其 单体比例可以调节变化,理论上可以有无数种 此类产品,目前实际应用的不下几十种,其中 以F68(Poloxamer188)最为常用。 • 泊洛沙姆以聚氧丙烯为亲油基,聚氧乙烯为 亲水基。化合物分子量以及分子中环氧乙烷或 环氧丙烷含量的比例不同,其物理性质也不同。
• 临界胶束浓度CMC——开始形成胶束(或胶团)的
最低浓度 表面活性剂在溶液中超过一定浓度时会从单体(单 个离子或分子)缔合成为胶态聚合物,即胶束(或 称胶团)。开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度 (critical micelle concentration) 或称临界胶团浓度,用 CMC表示。当溶液中形成胶束后溶液的性质如渗透 压、浓度、界面张力、摩尔电导等都存在突变现象, P38如图3-1。
溶质性质、浓度有关。 • 无机物随浓度↑张力↑;有机物浓度↑张力↓。 • 表面活性剂:能使表面张力急剧↓物质(仅指明显降 低水的表面张力)。 二、表面活性剂结构特点: 1)长链的有机化合物(含8个C以上)同时含亲水基 亲油基; 2)吸附性: A.在水中随浓度不同以不同状态存在发生作用 B.在固体表面发生吸附。
•
聚丙烯酸钠是阴离子型:
(CH2CH)n COONa
• 聚 -4- 乙烯溴化十二烷基吡啶是阳离子型
表面活性剂。 • 常用的水溶性高分子化合物,如蛋白质、 树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚 丙烯酰胺、聚乙二醇等,都是高分子表 面活性剂。
第三节 表面活性剂的基本性质
• 一、物理化学性质 • (一)表面活性 • (二)表面活性剂胶束(胶团)
(2) 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类(吐温型:Tween) 通式:
O CH2OOCR
H(C2H4O)xO
O(C2H4O)yH O(C2H4O)zH
其系列品种有Tween 20(聚氧乙烯脱水山梨醇单 月桂酸酯),Tween 40(聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈 酸酯),Tween 60(聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸 酯),Tween 80(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯), Tween 85(聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯)。
•
非离子型表面活性剂的HLB值约处于1~20之间,离 子型表面活性剂的 HLB值约处于1~40之间。HLB值是 指定数,它反映的是表面活性剂分子中两种基团的作 用大小和平衡后的相互关系。表面活性剂的 HLB值小 则亲油性强,HLB值大,则亲水性强。 • HLB值大小可以确定乳剂的类型,HLB值小的油溶 性乳化剂可形成 W/O 型乳剂; HLB值较大的水溶性乳 化剂可形成 O/W型乳剂,但 HLB 值不能说明乳化能力 的大小。 • 混合乳化剂的 HLB值,对非离子型表面活性剂可按 组成乳化剂的各成分重量百分比加以计算。 HLBA,B = HLBA· A% + HLBB· B%
磷脂酰部分
头基
名称 缩写 磷脂酰胆碱
磷脂酰甘油
PC
PG
磷脂酰乙醇胺 PE
磷脂酰色氨酸 PS
磷脂酸 PA 磷脂酰肌醇 PI
其中, R1 与 R2 是 C14 至 C20 羧酸,有时是不饱和酸。油酸和软脂酸 是这些位置上最常见的取代基。一般常见的 X取代基是乙醇胺、O-(CH2)2-NH2和胆碱、-O-(CH2)2-N+(CH3)3,磷脂酰胆碱也叫卵磷 脂。 3.甜菜碱型 通式:R(CH3)2N+CH2COO-
• 2.聚氧乙烯型 • (1) 酯型 通式:RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH
是聚氧乙烯二醇基;n是聚合度;是卖泽 (Myrij)类表面活性剂,如聚氧乙烯40硬脂酸酯 (polyoxyl 40 stearate)。 • (2) 醚型 通式:RO(CH2OCH2)nH,是苄泽 (Brij)类表面活性剂。如Brij 30与Brij 35是不同 分子量的聚合物等。
• HLB值大亲水性强,>8亲水,O/W乳化剂 • HLB值小亲油性强,6~3亲油,W/O乳化剂 • 不同HLB值用途不同 见P39图3-2、P40表3-5 • 对于一个已知的或给定的油相,用不同HLB值 的乳化剂将其乳化时,必有一个HLB值为最适 HLB值,此时形成的乳剂最稳定。 • 常用表面活性剂的HLB值如表9-1。HLB的测定 方法, • 几种表面活性剂合并使用以提高制剂质量
酸
脱水山梨醇三油酸酯 脱水山梨醇硬脂酸酯 脱水山梨醇单油酸酯 脱水山梨醇单硬脂酸酯 聚氧乙烯月桂酸酯-2 Span 85 Span 65 Span 80 Span 60 LAE-2
1.0
1.8 2.1 4.3 4.7 6.1
脱水山梨醇单棕榈酸酯
Span 40
6.7
脱水山梨醇单月桂酸酯 聚氧乙烯油酸酯-4 聚氧乙烯十二醇醚-4 二[十二烷基]二甲基氯化 铵 十四烷基苯磺酸钠 油酸三乙醇胺 聚氧乙烯壬基苯酚醚-9 聚氧乙烯十二胺-5
• 现在认为胶束的大小范围相当窄,每个胶束
约含有50~200个单体。例如十二烷基硫酸钠 的胶束量在12000到40000之间,胶束量的大 小随离子强度的增加而增大。
图 胶态电解质溶液—十二烷基硫酸钠的性质
离子型表面活性剂胶束
非离子型表面活性剂胶束
高分子型表面活性剂胶束 混合胶束 (实线为在纸的水平面上,虚线为在纸的垂直面上)
第三章 表面活性剂
基本要求: 1.掌握表面活性剂的概念和分类;掌握表 面活性剂的基本性质和应用。 2.熟悉表面活性剂的生物性质。 3.了解表面活性剂的结构。 重点: 表面活性剂的概念、分类及其基本性质和应用 难点:表面活性剂的基本性质
第一节
概述
• 一、概述: • 概念:任何溶液表面存在一定张力,其张力大小与
• 五)高分子型表面活性剂 • 这类表面活性剂的相对分子质量往往在数千以上,
有时达数十万;分子内有极性和非极性部分,它又可分 为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。 • 聚氧乙烯聚氧丙烯二醇醚是非离子型:
CH3 CH CH2 O O (C3H6O)m(C2H4O)nH (C3H6O)m(C2H4O)nH
(三)亲水亲油平衡值:HLB值