表面活性劑第一節表面現象和表面活性劑一、表面現象（一）界面、表面和界面現象、表面現象的含義表面張力和界面張力：表面張力使液體表面分子向內收縮至最小面積的這種力。

界面張力二、表面活性劑的含義表面活性劑(surfactant)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。

※結構：分子結構具有雙親性.非極性烴鏈極性基團表面活性劑+(親水基團)(親油基團)表面活性劑在溶液的表面層聚集的現象稱為正吸附。正吸附改變了溶液表面的性質，最外層呈現出碳氫鏈性質，體現出較低的表面張力，進而產生較好的潤濕性、乳化性、起泡性等。當表面活性劑濃度很低，但降低表面活性張力很顯著，則它的表面活性越強，越容易形成正吸附。

表面活性劑的吸附性.表面活性劑分子在溶液中的正吸附表面活性劑溶液與固體接觸時，表面活性劑分子可能在固體表面發生吸附，使固體表面性質發生改變。對于極性固體物質在表面活性劑濃度較低時形成單層吸附，當其達到臨界膠束濃度時，轉為雙層吸附。對于非極性固體，一般只發生單分子層吸附。三、表面活性劑的吸附性2.表面活性劑在固體表面的吸附起表面活性作用的部分是陰離子。1、高級脂肪酸鹽：

①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸鹽

②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)

③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。

④應用：具有一定的刺激性，只供外用。（一）陰離子表面活性劑3、磺酸化物：

①通式：R·SO3-M+

②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。

③性質：水溶性,耐酸、鈣、鎂鹽性比硫酸化物差,不易水解。

④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。

（一）陰離子表面活性劑分子結構上同時具有正負電荷基團的表面活性劑，隨介質的pH可成陽或陰離子型。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。最大優點：適用于任何PH溶液，在等電點時也無沉淀。性質：堿性水溶液中呈陰離子性質，起泡性良好、去污力亦強；

酸性水溶液中呈陽離子性質，殺菌力很強，毒性小。

（三）兩性離子表面活性劑在水溶液中不解離。

1.結構組成：①親水基團(甘油、聚乙二醇、山梨醇)；②親油基團(長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、烷基或芳基)；③酯鍵、醚健2.性質：

毒性，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）。（四）非離子表面活性劑1.脂肪酸甘油酯

主要有脂肪酸單甘油酯和脂肪酸二甘油酯。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，HLB3~4，表面活性弱。應用：主要用作W/O型輔助乳化劑。

常用品種2.多元醇型

蔗糖脂肪酸酯簡稱蔗糖酯，

是蔗糖和脂肪酸反應生成的一大類化合物。根據脂肪酸取代數不同分為：單酯、二酯、三酯及多酯。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，HLB5~13，表面活性弱。應用：主要用作O/W型乳化劑、分散劑。常用品種脂肪酸山梨坦：司盤類[Spans]

即脫水山梨醇脂肪酸酯是山梨糖醇及其單酐和二酐+各種脂肪酸→Spans(混合物)根據脂肪酸品種數量不同分為：應用：HLB1.8~3.8，因其親油性較強，一般用作水/油乳劑的乳化劑。用于搽劑，軟膏，亦可作為乳劑的輔助乳化劑。多元醇型Span-20-40-60-65-80-85脂肪酸單月桂單棕櫚單硬脂三硬脂單油三油聚氧乙烯脂肪酸酯：賣澤類[Myrj]系聚乙二醇與長鏈脂肪酸縮合而成的酯。

通式：R·COO·CH2(CH2OCH2)nCH2·OH因n不同，產品常用的有：

Myri-45-49-51-52-53應用：具有較強水溶性，乳化能力強，作增溶劑和油/水型乳化劑。

常用的有polyoxyl40stearate(聚氧乙烯40硬脂酸酯)。3聚氧乙烯型聚氧乙烯脂肪醇醚系聚乙二醇與脂肪醇縮合而成的醚。通式:R·O·(CH2OCH2)nH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。3）平平加O(PerogolO)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。Emlphor易溶于水和醇及多種有機溶劑，HLB12~18，具有較強親水性，乳化能力強，作增溶劑和油/水型乳化劑。

如CremophoreEL為聚氧乙烯蓖麻油甘油醚，氧乙烯單位為35~40，HLB12~14。

4.聚氧乙烯型四、表面活性劑的基本性質和應用臨界膠束濃度膠束（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。

臨界膠束濃度（criticalmicellconcentration,CMC）：表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。（一）表面活性劑膠束形成膠束的結構

2.起曇與曇點

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）。在聚氧乙烯鏈相同時，碳氫鏈越長，濁點越低；在碳氫鏈長相同時，聚氧乙烯鏈越長則濁點越高。（三）親水親油平衡值1.HLB值的概念親水親油平衡值(hydrophile-lipophilebalance，HLB)系表面活性劑分子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。數值范圍：HLB0~40，其中非離子表面活性劑HLB0~20，即石蠟為0，聚氧乙烯為20。

(1)對非離子型表面活性，

可能過經驗式求得:非離子表面活性劑的HLB具有加和性。

HLBab=(HLBa×Wa+HLBb×Wb)/(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(groupnumber)。

HLB=∑(親水基團HLB)+∑(親油基團HLB)+7HLB值計算（四）表面活性劑的復配表面活性劑相互間或與其他化合物的配合使用。適當的復配體系在增溶、乳化、起泡等性能方面優于單一表面活性劑體系，不適當的配伍將破壞表面活性作用。1.與中性無機鹽的配伍在離子表面活性劑溶液中加入可溶性的中性無機鹽，則反離子會產生一定的影響：反離子結合率越高和濃度越高，表面活性劑CMC降低就越顯著，從而增加了膠束數量，增加烴核總體積，增加了烴類增溶質的增溶量。由于無機鹽使膠束柵狀層分子間的電斥力減少，分子排列更緊密，減少了極性增溶質的有效增溶空間，故對極性藥物的增溶量降低。無機鹽對離子表面活性劑的影響較小，但在高濃度時（>0.1mol/L）可破壞表面活性劑聚氧乙烯等親水基與水分子的結合，使濁點降低。脂肪醇與表面活性劑分子形成混合膠束，烴核的體積增大，對碳氫化合物的增溶量增加，一般以碳原子在12以下的脂肪醇有較好效果。一些多元醇（如果糖、木糖、山梨醇等）也有類似效果。一些短鏈醇不僅不能與表面活性劑形成混合膠束，還可能破壞膠束的形成，如C1~C6的醇等。極性有機物（如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表面活性劑的臨界膠束濃度。2.有機添加劑水溶性高分子吸附表面活性劑，減少溶液中游離表面活性劑分子數量，臨界膠束濃度升高；

水溶性高分子與表面活性劑形成不溶性復合物；但在含有高分子的溶液中，一旦有膠束形成，其增溶效果卻顯著增加。

3.水溶性高分子（1）同系物混合體系二個同系物等量混合體系的表面活性介于兩者之間而更趨于活性較高（即碳鏈更長）的同系物，對CMC較小組分有根大的影響。混合體系的CMC與各組分摩爾分數不呈線性關系，也不等于簡單加和平均值。4.表面活性劑混合體系（2）非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑混合體系兩者更容易形成混合膠束，CMC介于兩種表面活性劑CMC之間或低于其中任一表面活性劑的CMC。對于陰離子型表面活性劑與聚氧乙烯型非離子表面活性劑混合體系，當聚氧乙烯數增加時，可能發生更強的協同作用，但電解質可使協同作用減弱。4.表面活性劑混合體系（3）陽離子型表面活性劑與陰離子型表面活性劑混合體系表面活性劑混合物的增效程度與兩者混合比例有關及碳氫鏈長度有關，碳氫鏈長度越接近以及碳氫鏈越長，增溶作用也越強。帶有相反電荷的離子型表面活性劑的適當配伍可形成具有很高表面活性的分子復合物，對潤濕、增溶、起泡、殺菌等均有增效作用。如混合比例不當、混合方法不適，可導致溶解度很小的離子化合物從溶液中沉淀。4.表面活性劑混合體系1.表面活性劑毒性大小：一般是陽離子型>陰離子型>非離子型2.口服給藥呈慢性毒性：大小順序也是陽>陰>非，非離子型表面活性劑口服相對沒有毒性。3.靜脈給藥與口服比較具有較大的毒性。4.陰、陽離子表面活性劑不僅毒性較大，而且有溶血作用。非離子型表面活性劑也有溶血作用，但一般較小。（五）表面活性劑的毒性各類表面活性劑以外用制劑的形式長期應用或高濃度使用時可能出現皮膚或粘膜損害。但仍以非離子型的對皮膚，粘膜的刺激性為最小。表面活性劑的刺激性第二節表面活性劑的應用

一、增溶作用（一）增溶的含義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在膠束溶液中的溶解度可顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶(solubilization)。一些揮發油、脂溶性維生素、甾體激素等許多難溶性藥物常借此增溶，形成澄明溶液及提高濃度。膠束增溶膠束增溶體系是熱力學穩定體系也是熱力學平衡體系。在CMC以上，隨著表面活性劑用量的增加，膠束數量增加，增溶量也相應增加。當表面活性劑用量為1g時增溶藥物達到飽和的濃度即為最大增溶濃度(maximumadditiveconcentration,MAC)。表面活性劑CMC及締合數不同，增溶MAC就不同。CMC越低、締合數越大，MAC就越高。（二）增溶的機制①影響膠束的形成②影響增溶質的溶解③影響表面活性劑的溶解度溫度對增溶的影響對于離子表面活性劑，溫度上升主要是增加增溶質在膠束中的溶解度以及增加表面活性劑的溶解度。krafft點當溫度升高至某一溫度時，離子表面活性劑在水中的溶解度急劇升高，

該溫度稱為krafft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)。

krafft點是離子表面活性劑的特征值，

krafft點越高，則CMC越小。

krafft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。表面活性劑增溶作用的應用1.增溶相圖

增溶體系是溶劑、增溶劑和增溶質組成的三元體系，三元體系的最佳比例常通過實驗制作三元相圖來確定。制作三元相圖：按一組比例取增溶劑和增溶質混勻，分別滴加蒸餾水，計算各混濁點處三組分的重量或體積百分數，并繪入三角坐標圖中。2.解離性藥物的增溶當解離藥物與帶有相反電荷的表面活性劑混合時，在不同配比下可能出現增溶、形成可溶性復合物和不溶性復合物等復雜情況。解離藥物與非離子表面活性劑的配伍很少形成不溶性復合物，但pH值可明顯影響藥物的增溶量。對于弱酸性藥物而言，在偏酸性環境中有較大程度的增溶；對于弱堿性藥物，則在偏堿性條件下有更多的增溶；作為兩性離子則在等電點時有最大增溶量。3.多組分增溶質的增溶制劑中有多組分存在時，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。多種組分與主藥競爭同一增溶位置某一組分吸附或結合表面活性劑分子增溶量減少某些組分也可擴大膠束體積主藥的增溶量增加4.抑菌劑的增溶抑菌劑或其他抗菌藥物在表面活性劑溶液中易被增溶而降低活性，需增加用量才能達到原來相同的抑菌效果。5.表面活性劑溶液的化學穩定性藥物增溶后的穩定性可能與膠束表面性質、結構和膠束締合體的反應性、藥物本身的降解途徑、環境的pH值、離子強度等多種因素有關。6.增溶劑加入的順序在實際增溶時，增溶劑的增溶能力可因組分的加入順序不同出現差別。通常將增溶質與增溶劑先行混合要比增溶劑與水混合的效果好。如果在使用中無需稀釋，則用二元相圖選擇配比較好。在增溶藥物時，達到增溶平衡時往往需要較長的時間。表面活性劑的其他應用表面活性劑除了增溶外，還常用做乳化劑、潤濕劑和助懸劑、起泡劑和消泡劑、去污劑、消毒劑或殺菌劑等。1.起泡劑和消泡劑起泡劑通常具有較強的親水性和較高的HLB值。在產生穩定泡沫的情況下，加入一些HLB值為1~3的親油性較強的表面活性劑，可使泡沫破壞。2.去污劑HLB值一般在13~16。3.消毒劑和殺菌劑大多數陽離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑都可用作消毒