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一、离子表面活性剂 ㈢ 两性离子型表面性剂
2.氨基酸型和甜菜型 合成两性离子型 阴离子部分为羧酸型， 阳离子由胺盐构成称为氨基酸型，
（R· NH2+· CH2CH2COO-）。 阳离子由季铵盐构成称为甜菜型，
[RN+（CH3）2 · CH2COO-]
第二篇药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂 第二节表面活性剂分类
第三节表面活性剂的基本性质 一、表面活性剂的物理化学性质 （三）表面活性剂的增溶作用
2.温度对增溶的影响 Krafft点：当温度升高至某一温度时，表面活 性剂的溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。 相对应的溶解度即为该离子表面活性剂的CMC 。
Krafft点是离子表面活性剂的特征值， Krafft点越高的表面活性剂的CMC越小。 Krafft点也是表面活性剂应用温度的下限，或 者说，只有在温度高于Krafft点时表面活性剂 才能更大程度的发挥增溶作用。
湿剂。
第二篇药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂 第二节表面活性剂分类二、非离子型表面活性剂
（三）聚氧乙烯型
1.聚氧乙烯脂肪酸酯 由聚乙二醇与长链脂肪酸形 成的酯。商品名卖泽。
通式：R·COO·CH2（CH2OCH2）nCH2·OH
特点：根据聚乙二醇部分的分子量和脂肪酸品种的不 同而有不同的品种。水溶性和乳化能力强，常为O/W 型乳化剂和增溶剂。
S=σ 底-（ σ 铺+ σ 底·铺）
当S>0 时，铺展液体在底层液体上能铺展。 当S<0 时，铺展液体在底层液体上不能铺展。
第二篇 药物制剂的基本理论 第十章 表面活性剂
第二节 表面活性剂的分类 根据极性基团的解离性质来分类。 一、离子表面活性剂 ㈠阴离子表面活性剂 （常用）活性作用—阴离子 1.高级脂肪酸盐 （肥皂类）：通式（RCOO-)n M n+ C12～C18，以硬脂酸、油酸、月桂酸较常用 根据M的不同，又分为碱金属皂（钾、钠）、 碱土金属皂（钙、镁、锌、铝）、有机胺皂（三乙 醇胺皂）。

* 亚砜类、氮氧类化合物
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一、表面活性剂的结构特征与类型
Ⅳ 两性SAa
带有两个亲水基团，一荷正电，一荷负电。
➢ 正电基团主要是胺基和季铵盐； ➢ 负电基团主要是羧酸基、磺酸基。 氨基丙酸，咪唑啉，甜菜碱，牛磺酸四类主要SAa。
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二、表面活性剂溶液的物理化学特性
表面活性剂溶液的 物理化学特性
（4）亲油部分相同而聚氧乙烯链长不同的非离子表面活性剂，其聚氧 乙烯链越长则表面吸附量越小，同时在最大吸附时的表面分子面积越大。 这表示聚氧乙烯链不是完全伸直的或完全卷曲的定向排列，而可能有杂乱 的、各种不同定向分布的卷曲构型。
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四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
2、各种物理化学因素对吸附的影响
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二、表面活性剂溶液的物理化学特性
疏水作用（Hydrophobic Effect）
疏水基团不具有与溶剂分子形成氢键的能力，导致其存在于水 溶液中隔断了周围水分子原有的氢键结构。从而使得体系：
① 焓增加， ② 熵减少。Iceberg冰山结构形成（高度有序）。 此二者都是体系自由能上升。 而逆过程——疏水基离开水环境则为Gibbs自由能降低过程。 （在室温下的水溶液中，熵项的贡献常起主要作用，熵项有时 甚至起反作用，因此常把此类过程叫做熵驱动过程。）
同时：过量电解质的加入使溶液离子强度大致恒定，则 f 基本恒定。
此时： dlna d ln c d ln f 公式中可用浓度 c 代替活度 a 。
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三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
3、混合表面活性剂的表面吸附量
当溶液中存在多种表面活性成分时，Gibbs公式为：

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5.胶束作用简介
（1）乳化作用：将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相 溶的体系中。
（2）泡沫作用：泡沫试剂上是气体分散与液体分散体系。 地表面张力和高强度表面膜是形成泡沫的基本条件。
（3）分散作用：表面活性剂的加入使固液界面形成吸附层， 降低界面自由能，改变固体离子表面性质，使之容易分散。
（4）增溶作用：水溶液中表面活性剂的存在使不溶或微溶 于水的有机化合物溶解度显著增加。（浓度超过CMC）
（a）离子型
（b）非离子型 3
胶束的结构要由内核和外壳两部分组成，对于离子型表面 活性剂，外壳外侧有扩散双电层，（图b）非离子胶束没 有。
在表面活性剂的溶液中，胶束与离子或分子处于平衡态， 充当仓库的作用，在其被消耗时释放出单个分子或离子。 另一方面，胶束自身能产生乳化、分散及增溶等作用因此 表面活性剂一般在一定浓度以上即形成胶束时使用。
表面活束的大小与无机盐和有机添加剂有关，一般用胶束聚集数来衡量。 胶束聚集数：缔合胶束的表面活性剂分子或离子的数量。
胶束聚集数=胶束量/表面活性剂的分子量
无论是离子型还是非离子型表面活性剂，在水介质中，表面活性剂与溶 剂水之间的不相似性（疏水性）越大，聚集数越大。
这些性质在蓝色区域的浓度范围内存在
转折点即为CMC.
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4.胶束形状和大小
胶束形状从外观上看不到，通过光散射对胶束研究，法相 束腰形式有以下4种。
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表面活性剂溶液体系中通常是几种形状的胶束共存，胶束 主要形状与表面活性剂浓度关系为：
表面活性剂浓度不大
球状（a）
表面活性剂浓度≧10CMC
棒状（b）
1.表面活性剂 2.胶束的形成 3.临界胶束浓度（CMC） 4.胶束浓度 5.胶束作用简介

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▪ 两性离子SAA在碱性溶液中呈阴离子SAA的性质，起泡、去污作用强； ▪ 两性离子SAA在酸性溶液中呈阳离子SAA的性质，杀菌能力强。Tego杀菌
强而毒性小于阳离子SAA，1% TegoMHG-甘氨酸盐（Dodecin HCl）的消 毒能力强于洗必泰、苯扎溴铵、70%乙醇。
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石油醚等 ▪ 制备注射用乳剂、脂质微粒剂主要辅料
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卵磷脂结构
CH2-O-OCR1
CH-O-OCR2 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
CH3
O
CH3
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2、氨基酸型、甜菜碱型 ▪ 氨基酸型：R·+N H2·CH2C H2·C OO-，在 等 电 点 时 亲水 性 减 弱 ， 可能 沉 淀 ▪ 甜菜碱型：R·+N ·（C H3）2CH2·COO-，易溶于酸、碱、中性溶液，不沉淀
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2、硫酸化物 ▪ 硫酸化油、高级脂肪醇硫酸酯类 ▪ R ·O ·S O 3- M +， C 12 ～ C 18间 ▪ 硫酸化油：代表是硫酸化蓖麻油（土耳其红油），无刺激性，为去污剂和润
湿剂，可用于挥发油或不溶性杀菌剂的增溶。
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▪ 高级脂肪醇硫酸酯类：十二烷基硫酸钠（SDS，月桂醇硫酸钠，SLS）、十 六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）。乳化 性强，较肥皂类稳定，较耐酸、钙、镁盐，与一些高分子阳离子药物作用而 沉淀，对粘膜有刺激性。主要用于外用软膏的乳化剂、片剂等润湿剂或增溶 剂。
易溶于丙二醇、乙醇等 ▪ 作O/W型乳化剂、分散剂。
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2、脂肪酸山梨坦（司盘，span） ▪ 山梨糖醇（单酐、二酐）+ 脂肪酸→山梨醇脂肪酸酯→失水（司盘）

增溶作用的应用
增溶作用在化妆品中的应用，较重要的一个方面是香精和精油的增溶。这类制剂一般为水-乙醇体系，当 乙醇含量高时(＞70%)，多数香精和精油可溶于这样的水-乙醇体系。然而，使用高含量的乙醇成本高，易燃、 蒸发快、有气味并对皮肤有刺痛作用，如漱口液，若配方中乙醇含量高，使用时会引起不适，为此常常需要 降低配方中乙醇的含量，故而增溶作用成为发展此类产品时需考虑的重要因素。近年来，化妆品和疗效化妆 品使用的活性物和药物日益增加，一般活性物和药物的结构较复杂，溶解度较小，需达到一定的浓度才有效， 因此，活性物和药物增溶已成为这类制剂重要的工艺问题。常用的表面活性剂一般为非离子型表面活性剂， 如Tween、聚氧乙烯油醇醚等。 口服液是以中药汤剂为基础的复方剂型。提取了中药的有效成分后，常加入各种天然表面活性剂(如明胶、 磷脂)或人工合成的表面活性剂(如吐温类、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯酵)，其主要作用是增溶、乳化、助悬，使 口服液澄清、美观、稳定，促进药物有效成分的吸收，提高疗效。中草药有效成分的水溶性一般都很小，常常 无法达到治疗所需要的浓度占液体制剂的稳定性差。加入表面活性剂可增加主药量，提高有效浓度，改善透明 度，增加稳定性，提高中药注射液的质量。在实际中加入吐温-80居多。
4. 温度 升温能增加极性和非极性物质在离子型表面活性剂中的增溶量，这是由于温度升高后热扰动增强，从 而增大了胶束中提供增溶的空间。对非离子型表面活性剂来说，升温的影响与被增溶物的性质有关。若被 增溶物为非极性物质，随着温度的升高溶解度增加，接近于浊点时胶束聚集数剧增，必然会使它们的增溶 量提高。但对极性物质来说，随着温度的升高而至浊点时，被增溶物的量常出现一个最大值。
临界胶束浓度
当表面活性剂溶液的浓度达到一定值后胶束开始形成，浓度越大形成的胶束 越多。胶束开始形成时溶液中表面活性剂的浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration）,记作CMC。临界胶束浓度是表面活性剂的重要参数之一， 它可以通过理论推算，也可以通过表面张力法、电导法、折光指数法和染料增溶 法等来测定。

这些年来，随着纳米技术的发展，人们也将囊泡用作模扳来制备纳米材料。囊泡也可 以为一些化学反应及生物化学反应提供适宜的微环境。另外，囊泡在化妆品工业以及食品 工业也有一定的应用。
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增溶作用
表面活性剂在水中形成胶束后，能 使不溶或微溶与水的有机物的溶解度显 著增大，这种作用称为胶束的增溶作用。 增溶作用是由胶束引起的，被增溶物在 胶束中的位置、存在的状态等与被增溶 物的性质以及形成胶束的表面活性剂的 性质有关。胶束与反胶束都有增溶作用。
口服液是以中药汤剂为基础的复方剂型。提取了中药的有效成分后，常加入各种天然表面活性剂(如明胶、 磷脂)或人工合成的表面活性剂(如吐温类、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯酵)，其主要作用是增溶、乳化、助悬，使 口服液澄清、美观、稳定，促进药物有效成分的吸收，提高疗效。中草药有效成分的水溶性一般都很小，常常 无法达到治疗所需要的浓度占液体制剂的稳定性差。加入表面活性剂可增加主药量，提高有效浓度，改善透明 度，增加稳定性，提高中药注射液的质量。在实际中加入吐温-80居多。
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反胶束
表面活性剂在非水溶剂（主要是非极性和弱极性溶剂）中浓度超过临 界胶束浓度时形成的聚集体称为反胶束。
表面活性剂极性基相互作用形成反胶束的内核，非极性基留在溶剂中。 由于可溶于非极性溶剂的表面活性剂都有大的疏水基，而极性基较小，故反 胶束的聚集数多在几个到几十个之间，比在水中的胶束的聚集数小得多。
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临界胶束浓度
当表面活性剂溶液的浓度达到一定值后胶束开始形成，浓度越大形成的胶束 越多。胶束开始形成时溶液中表面活性剂的浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration）,记作CMC。临界胶束浓度是表面活性剂的重要参数之一， 它可以通过理论推算，也可以通过表面张力法、电导法、折光指数法和染料增溶 法等来测定。

毒性与降解
History
Krafft point
The temperature (more precisely, narrow temperature range) above which the solubility of a surfactant rises sharply.
1899, F. Krafft, anomalous solubility behaviour VS temperature. Nonionic surfactants, because of their different mechanism of solubilization, do not exhibit a Krafft temperature.
思考题
什么是Krafft point (克氏点 ) ？
McBain
1910-1920, J. W. McBain: Osmotic activity, potassium stearate considerable association, The associated units were called micelles. reversible association ----------------------micelle, micelles, micellar
由数目确定的几个组分（如受体和底物）以固有的基 于分子识别的原理的方式经过分子间结合而形成的实体
18-冠-6 和 钾离子 肠杆菌素和三价铁离子 b-环糊精和萘 ……
Molecular assemblies 分子组装体
Molecular assemblies are polymolecular systems that result from the spontaneous association of a non-defined number of components into a specific phase having more or less well-defined microscopic organization and macroscopic characteristics depending on its nature (layers, membranes, vesicles, micelles, mesomorphic phases. . .).

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三、增溶作用
（二）温度对增溶的影响： • 胶束形成、增溶质和表面活性剂的溶解度
Krafft点：离子表面活性剂的特征点，表面活性 剂使用温度的下限。 制备温度 〉 Krafft点
• 昙点（cloud point）：聚氧乙烯型“表” 温度，表析出（破坏氢键），增溶
•单华2010102227药剂学表面活性剂
HLB 8-16 O/W型乳化剂 HLB 3-8 W/O型乳化剂 HLB 13-18 增溶剂 HLB 7-9 润湿剂 （二） HLB的理论计算法 HLB基团数
•单华2010102227药剂学表面活性剂
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三、增溶作用
• （一）概念：
• 1.增溶： • 表面活性剂在水溶液中达到CMC后，一些水
不溶性或微溶性物质在胶束溶液中的溶解度可 显著增加，形成透明胶体溶液，这种作用称为 增溶(solubilization) • 2.krafft点：
•单华2010102227药剂学表面活性剂
•1
物理化学性质
一、表面活性剂胶束 （一）概念 • 胶束
（micelles)：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时， 其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水， 几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为 胶束。
• 临界胶束浓度CMC 表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。
•10
谢谢！ 谢谢！
•单华2010102227药剂学表面活性剂
•11
• HLB，从0 至 40 （一）定义 值越大，亲水性越强 HLB不同，性质不同（O/W，W/O） 计算HLB（混合表面活性剂、加和性） HLBab=（HLBa•Wa + HLBb •Wb ）/ （Wa + Wb ） 该式适用于非离子表面活性剂

思考题
脂肪酸钠作为表面活性剂有什么特点？
Strong acid characteristics severely limit its potential utility
an excellent surfactant
Sodium dodecyl sulfate 十二烷基硫酸钠
an excellent surfactant
Sodium dodecyl sulfonate 十二烷基磺酸钠
Cationic
Nonionic
poly(ethylene glycol), poly(ethylene oxide), poly(oxyethylene) 聚乙二醇，聚环氧乙烷，聚氧乙撑 5, its solubility decrease 10, good surfactant 20, high solubility, but lose most of the good surfactant qualities
Entropy 熵
Unfavorable distortion of water structure 水的自由度降低
Go to interface, entropy is regained. Less work surfactant than water Decrease work required to increase interfacial area Decrease in interfacial tenarate 欧盟食品添加剂
烯烃
Personal care item, such as Shampoo, Because of Low level of eye and skin irritation
Block copolymer

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胶束的内核由疏水的C-H链构成，类似 于液态烃，外壳为亲水基。离子型带电。
非离子型：外壳为厚厚的、柔顺的聚氧 乙烯层，聚氧乙烯层会与水分子结合成 氢键而一个O原子可结合20-30个水分 子，形成“冰山”结构，即一个非离子 表面活性剂分子外部包含有许多水分子 而具有了亲水性。
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• 表面现象:表面分子与内部分子所处的状 态不同，因此会产生很多特殊现象，即 表面现象，如水银珠、露珠等都为球形。
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一、表面张力和表面自由能 • 1.表面张力 由图可以看出，液体表面分子 总是处在向液体内部拉入的引 力作用之下，因此，液体总要 自动收缩，此力即为表面张力。
最弱表面活性： 1
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表面活性剂的物化性质
表面活性剂亲水—亲油性平衡与性质的 关系 亲水—亲油性平衡值（HLB值）是 表面活性剂亲水—亲油性平衡的定量 反映。它直接影响表面活性剂的性质 和应用
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HLB值的范围 3----6 7----8 8----15 13----15 15----18
离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度，
简称cmc。即cmc为临界胶束浓度，达
到cmc后即有胶束形成。胶束中的表面
活性剂分子可随时补充表面分子膜中分
子的损失，从而使表面活性得以充分发
挥。
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• 2.性质：当溶液中表面活性剂达到 cmc后，由于胶束的存在，而使溶液 的诸多性能发生明显的突变，如表面 张力、高频电导、渗透压、电导率等。
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（4）吊片法：将一薄片（如铂金片） 悬浮于液面上，使其刚好与液面接触， 则需有向上的拉力P，此力与表面张 力大小相同，方向相反。再用公式求 得γ。