药物高分子‘1
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药用高分子材料学
药用高分子材料学是一门研究药物在高分子材料中的载体、释放、控制释放等方面的学科。
它将高分子材料与药物相结合,旨在提高药物的生物利用度、降低毒性、改善稳定性和控制释放速率。
在医药领域中,药用高分子材料学具有重要的应用价值,对于提高药物疗效、减少药物副作用、改善药物的稳定性和控制释放速率都有重要意义。
首先,药用高分子材料学在药物的载体方面发挥着重要作用。
传统的药物往往需要通过口服或注射等方式进入人体,但由于药物本身的特性,往往会受到胃酸、酶解、免疫系统等的影响,导致药物的生物利用度较低。
而利用高分子材料作为药物的载体,可以提高药物的生物利用度,延长药物在体内的停留时间,从而提高药物的疗效。
其次,药用高分子材料学在药物的释放方面也具有重要意义。
一些药物需要在一定的时间内持续释放,而另一些药物则需要在特定部位或特定时间释放。
通过对高分子材料的设计和改性,可以实现对药物释放速率的控制,从而满足不同药物的释放需求,提高药物的疗效。
此外,药用高分子材料学还可以改善药物的稳定性。
一些药物在长时间内容易降解,失去活性,而高分子材料可以有效地保护这些药物,延长其有效期,提高药物的稳定性。
总的来说,药用高分子材料学在医药领域中具有重要的应用前景和意义。
通过对高分子材料与药物相结合的研究,可以提高药物的生物利用度、改善药物的稳定性、控制释放速率,从而提高药物的疗效,减少药物的副作用,为人类健康事业做出重要贡献。
希望未来在这一领域的研究能够取得更多的突破,为人类的健康带来更多的福祉。
1.怎么大多数水溶性药用高分子易容于热水(好理解),而HPMC更易溶于冷水呢1.1多数水溶性药用高分子性质一般为正常物质聚合分子,分子链上的亲水基团遵循分子热运动规律,越热越易运动,故易溶解于热水1.2 HPMC是纤维素的部分甲基化和部分聚羟丙基化醚,是离子型高分子化合物,它是经环氧丙烷改性的甲基纤维素,具有甲基纤维素相似的冷水溶解热水不溶性,称为热智能溶解。
1.3 甲基纤维素在冷水中溶解性与本身的取代度有关,取代度为2时越易溶解。
甲基纤维素在水中形成胶体,与一般非纤维素累生物胶体相反,随温度升高甲基纤维素更易凝胶化,凝胶化后形成高分子网格结构,限制分子运动,不利于其本身在溶剂中的扩散。
2.高分子或溶剂的给电子性、弱亲电子性、强亲电子性如何定义的2.1所谓给电子性即分子给出电子的能力,或者是分子给出电子倾向的性质,亦可说成供电性。
高分子链本身并不具备给电子能力,产生给电子或吸电子能力的都是高分子链上基团产生,可类似看作与一般小分子的给或吸电子性类似。
2.2所谓亲电子性即分子吸收/吸附电子的能力/倾向、性质。
如:缺电子(对电子有亲和力、亲电性)的试剂进攻另一化合物电子云密度较高(富电子、供电性)区域引起的反应即亲电反应。
从与之相互作用的原子或体系得到或共享电子对的反应物,称为亲电试剂;亲电试剂是路易斯酸,故亲电性与其酸性有关,一般而言,酸性强的亲电试剂亲电性强,但二者没有定量关系。
且其亲电性强弱主要也相对某物质而言,不能单一定义其强亲电性弱亲电性。
(主要参考有机化学:路易斯酸碱、亲核反应、亲电反应等)3.纤维素的取代基含量如27%是怎么计算的,不知用什么测定出来的3.1纤维素酯类和醚类化合物一般以取代度来(DS)来表征其取代及数,DS是指被取代羟基数的平均值。
3.2 举例CA 3.2.1EC 3.2.23.2.1醋酸纤维素(CA)中乙酰基CH3CO含量29.0%-44.8%(质量比),每单元约有1.5-3.0个羟基被乙酰化CH3CO含量(%)=M CH3CO*DS*100/(M C6H10O5-M H*DS+ M CH3CO*DS)其中M CH3CO、M C6H10O5、M H分别为各自的基团或原子量,DS为取代度。
现代药剂学——高分子材料在药剂中的应用介绍高分子材料作为药物的载体,应具备的条件:适宜的载药能力;载药后有适宜的释药能力;无毒、无抗原性并且具有良好的生物相溶性。
此外,根据制剂的加工成型要求,还应具备适宜的分子量和理化性质。
一、高分子材料的基本概论(一)高分子化合物的概念高分子化合物(macromolecules)简称高分子。
它大致分为有机高分子化合物(简称有机高分子)和无机高分子化合物(无机高分子)。
高分子化合物又称为聚合物或高聚物,是指分子量在104以上的一类化合物。
它们是由许多简单的结构单元以共价键重复连接而成的分子。
(二)重复单元——是高分子链的基本组成单位。
聚乙烯[—CH2—CH2—]n。
方括号表示重复连接,指整个分子中由许多个这样的重复单元依次相连而成,n是重复单元的个数,又叫聚合度(Degree of Polymerization)。
它是一个平均值,即该聚合物中所含同系分子重复单元数的平均值。
测定方法或计算方法不同,得到的平均值的大小和含义不同。
聚合物的分子量M是重复单元分子量M o与聚合度(DP)的乘积:M=M o×DP例如,聚氯乙烯分子量为5万~15万,重复单元分子量M o=62.5,则平均聚合度DP=800~2400。
也即一个聚氯乙烯分子由800~2400个氯乙烯结构单元组合而成的。
重复单元连接成的线型大分子,类似一条长链,因此,有时,将重复单元称为链节(link)。
对于聚乙烯、聚氯乙烯这类分子,它们的重复单元与合成它们的起始原料的组成相同,仅仅是电子结构稍有改变,所以这类高分子的重复单元就是单体单元,或者说,它是由一种单体聚合而成的聚合物,称为均聚物。
由两种以上单体共聚而成的聚合物叫做共聚物。
这些高分子的重复单元与单体结构不完全相同。
(三)高分子化合物的命名1.习惯命名按照习惯,聚合物往往根据来源和制备方法来命名。
天然高分子大都有专门的名称。
如,纤维素、淀粉、蛋白质,还有甲壳素、阿拉伯胶、海藻酸等。
一、名词解释
高分子化合物:简称高分子,是指相对分子质量很高的一类化合物。
缩聚反应:指含有两个或两个以上官能团的单体分子间逐步缩合聚合形成聚合物的反应。
加聚反应:指单体经过加成聚合反应形成聚合物的化学反应,它是自由基的连锁聚合反应。
结晶高分子: 结晶态是高分子聚集态的主要形态之一,结晶聚合物是部分结晶,晶区和非晶区共存,即结晶的不完整性,结晶高分子具有结晶度和宽范围的熔程。
交联剂和交联反应:
交联反应:高分子在热、光、辐射能或交联剂作用下,分子间以化学键联结起来构成三维网状或体型结构的反应称为交联反应。
交联剂:能在线型分子间起架桥作用从而使多个线型分子相互键合交联成网络结构,促进或调节聚合物分子键共价键或离子键形成的物质
二、写出下列的中文名称(或英文缩写)及合成反应式
1.羧甲基淀粉钠:CMSNa
[][]O
nxH nxNaCl
COONa OCH
OH
O H C COOH nxClCH
nxNaOH OH
O H C n x x n 22
32762
3276)()()(++→+∙-
2.聚丙烯酸: PAA
2HC
C H
COOH
H 2C
H C
COOH
n
n
3.聚乳酸:PLA
CH
O
CH O CH 3
H 3C
-H 2O
3HC
H C OH
O
C
H2C CH 3
O n
COOH
4.HPMC :羟丙甲纤维素 n
y y x n OH H OC OHC OH O H C O
H nyC Cl nxCH nxNaOH
OH O H C )]()([])([63332766333762--→++∙H
5.PVP :聚维酮
H 2C
H 2C
N
C H 2C
n O HC
CH 2
H 2C
H 2C
N
C H 2C
n O C H
H 2C
n
6.PEG :聚乙二醇
CH 2
H 2C
O
n
+
H 2O
OH
H 2C
O
H
CH 2
n
7.chitosan :壳聚糖
O
O
H H NHCOCH3
H
O
H
CH2OH
NHCOCH3
O
H
H
OR H
H
CH2OH
H
OR H
n
+2nNaOH O
O
H H NH2
H
O
H
CH2OH
NH2
O
H
H
OR H
H
CH2OH
H
OR H
n
+2nCH3COONa
8.聚乙烯醇:PV A
CH2-CH n +nC2H5OH CH2-CH n +nCH3COOC2H5 OOCCH3 OH
三、问答题
1.国际药用辅料协会(IPEC)对辅料的定义
药用辅料是在药物制剂中经过合理安全评价的、不包括活性药物或前体的组分。
2.高分子结构按研究单元不同分为高分子链结构和高分子聚集态结构,链结构
(即分子内结构)包括哪些?(近程结构、远程结构)
3.高分子聚合物按序列可以分为几类?
无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物
4.聚合方法有几类?
本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、界面缩聚、辐射聚合
5.高分子的化学结构除键接顺序和序列结构外,还包括那些结构?
链结构:近程结构:支链,交联,互穿,端基,旋光异构,几何异构;
远程结构:链的长短,分子链的构象
聚集态结构:结晶态、非晶态、取向态、织态
6.有关药用高分子材料的法规有哪些?
《中华人民共和国药品管理法》、《关于新药审批管理的若干补充规定》、《药品包装用材料容器管理办法(暂行)》、《中华人民共和国药品管理法实施条例》、《直接接触药品的包装材料和容器管理办法》、《药用辅料生产质量管理规范》
7.淀粉的性质包括哪些?
(1)形态与物理常数为白色结晶粉末,在干燥处且不受热时,性质稳定。
⑵淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力呈弱的亲水性,并能够分散水
⑶淀粉的吸湿与解吸含水量受空气湿度和温度的影响
⑷淀粉的水化、膨胀、糊化①进入水中就吸水,先是有限的可以膨胀,而后是整个颗粒膨胀(无定形相)②在60-90℃热水中能发生膨胀③支链淀粉比例大时,较容易使淀粉粒破裂
⑸淀粉的回升(老化、凝沉)淀粉糊或淀粉稀溶液在低温静置一段时间,会变成不透明的凝胶或析出沉淀。
8.预胶化淀粉是一种新型药用辅料,其用途包括哪些?
主要用作片剂的黏合剂,崩解剂,片剂及胶囊剂的稀释剂和色素的延展剂
9.聚丙烯酸易溶于哪些溶剂,不溶于哪些溶剂?聚丙烯酸钠溶于哪些?
PAA易溶于水,乙醇,甲醇和乙二醇等极性溶剂,在饱和烷烃及芳香烃等非极性溶剂中不溶。
聚丙烯酸钠溶于水,不溶于有机溶剂。
10.卡波沫作为包衣材料常用量是多少?
常用量为0.2%—10.0%
11.画出高分子的热形变曲线,并详细分析高分子的热转变特点及应用意义
特点:两个转变温度:Tg, Tf
三种力学状态:玻璃态,高弹态,粘流态
玻璃化转变前后,聚合物的许多物理性质,如模量,比容,比热容,热导率,膨胀系数,折射率,介电常数等都发生急剧变化。
应用意义:Tg:塑料使用上限,橡胶使用下限;
Tf:橡胶使用上限,材料加工成形下限。
12.分子量的定义及分子量分布的表示法和测定
分子量:指重复单元的分子量与聚合度的乘积,是统计平均值
表示法:分子量分布宽度指数σ2,多分散性系数,分子量分布曲线。
分子量分布测定:凝胶色谱法,相平衡分级法。
13.简述高分子材料在药剂学中的主要应用
①作为片剂和一般固体制剂的崩解剂,黏合剂,赋形剂,外壳
②作为缓释,控释制剂的骨架材料和包衣材料
③作为液体制剂或半固体制剂的辅料
④作为生物粘着性材料
⑤可生物降解的高分子材料,应用于植入剂,新型微粒分散制剂或靶向制剂
⑥用作新型给药装置的组件
⑦用作药品的包装材料
14.论述pH型,RC型微晶纤维素的差异
pH型具有改善粉体压缩成型性,流动性的作用,且具有良好的混合型和吸附性,pH型广泛用作口服片剂及胶囊剂的稀释剂和吸附剂,可用作崩解剂和抗黏附剂,也可用作倍散的稀释剂和丸剂的赋形剂;RC型作为胶体分散系主要用于糖浆,混悬剂,有时也可作为水包
油乳剂和乳膏的稳定剂。
四、综合题
1.分散片具有服用方便,吸收快,起效快,生物利用度高以及制备工艺简单等特
点,适用需快速治疗作用的药物,甲磺酸酚妥拉明(PM)为肾上腺素受体阻滞剂,研制PM分散片优化处方如下:
PM 40g
微晶纤维素200g
低取代羟丙基纤维素适量
羧甲基淀粉钠40g
共制备100片
根据所学内容,从性质,应用等角度详细分析处方中各种药用高分子材料在本处方中的作用。
微晶纤维素具有潮解性,其含湿量一般很低,不溶于稀酸,有机溶剂和油类,但在稀碱液中少部分溶解,大部分膨化,用作口服片剂的稀释剂和吸附剂,常用浓度为20﹪—90﹪,适用于湿性制粒及直接压片;用作崩解剂的浓度为5﹪—15﹪.用作抗黏附剂的浓度为5﹪—20﹪
低取代羟丙基纤维素:在水和有机溶剂中不溶,但在水中可以溶胀,其溶胀性随取代基的增加而提高,主要作为片剂崩解剂,还可以提高片剂的硬度,其崩解后的颗粒也较细,有利于药物的溶出。
羧甲基淀粉钠:为白色至类白色自由流动的粉末,能分散于水,形成溶胶,不溶于其他有机溶剂,有较大的吸湿性,作为片剂的崩解剂,用量为2﹪—8﹪,最准用量为4﹪,由于快速吸水,溶胀,达到快速崩解的作用。
2.以下是兰索拉唑肠溶片的处方
①片心处方②肠溶衣处方
兰索拉唑150.0g 丙烯酸树脂L100—55 324.0g
微晶纤维素100.0g PEG6000 32.40g
乳糖400.0g 滑石粉81.00g
交联羧甲基纤维素钠200.0g 无水乙醇4962.6g
羧甲基淀粉钠50.0g 固含量8.1%的包衣液
泊洛沙姆75.0g
无水乙醇140ml
硬脂酸镁 2.4g
制备10000片
根据所学内容,从性质、应用等角度详细分析处方中各种药用高分子材料在本处方中的应用。
微晶纤维素具有崩解作用,作为片剂的崩解剂
交联羧甲基纤维素:不溶于水,但迅速溶胀,其粉末流动性好,具有毛细血管和良好的吸水溶胀性,有助于片剂的崩解和溶出,作为崩解剂
羧甲基淀粉钠,能分散于水,在水中溶胀,作为片剂的崩解剂,由于快速吸水,溶胀,达到快速崩解的作用。
泊洛沙姆:由于有水溶性,作为增溶剂、稳定剂、赋形剂
5%PVP-K30:有极强的亲水性和水溶性,作为固体分散载体,提高难容药物溶出度和生物利用度
丙烯酸树脂:在PH5.5肠溶液中溶解,作为肠溶衣
PEG6000:易溶于水和多数极性溶剂,分子量大,粘度大,作为片剂的固体粘合剂,润滑剂和固体分散载体。