表面活性剂的理化性质和生物学性质

第三章表面活性剂表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料.本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等）与测定方法等。

第一节表面活性剂分类一、表面活性剂（surfactant)：具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。

1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力，是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时，则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时，则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。

④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠（高级脂肪酸）时，则水的表面张力能够显著的降低，称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。

2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。

因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质，但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。

3.表面活性剂的吸附性：表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。

从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。

（1）在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附，正吸附改变了溶液表面的性质。

最外层疏水，表现低表面张力，产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.（2）在固体表面的吸附：表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变，易于润湿.二、表面活性剂的类型1。

表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；2。

根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。

根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。

第九章液体制剂第一节概述液体制剂系指药物分散在适宜的分散介质中制成的液体形态的制剂。

药物以分子状态分散在介质中，可形成均匀分散的液体制剂，制剂处于稳定状态如溶液剂、高分子溶液剂。

药物以微粒状态分散在介质中，则形成非均匀分散的液体制剂，这种状态的液体制剂处于物理不稳定的状态，如胶溶剂、乳剂、混悬剂。

液体制剂品种多，临床应用广泛，在药剂学中占有重要地位，下面分别予以介绍。

一、液体制剂的特点和质量要求（一）液体制剂的特点在液体制剂中，药物以分子或微粒状态分散在介质中，分散度大，吸收快，能较迅速发挥药效；给药途径广泛，可以内服，服用方便，易于分剂量，特别适用于婴幼儿和老年患者；也可以外用，如用于皮肤、黏膜和人体腔道等；能减少某些药物的刺激性，有些固体药物口服后由于局部浓度过高而引起胃肠道刺激作用。

制成液体制剂通过调整制剂浓度而减少刺激性；某些固体药物制成液体制剂后，有利于提高药物的生物利用度。

但液体制剂药物分散度大，又受分散介质的影响，易引起药物的化学降解，使药效降低甚至失效；液体制剂体积较大，携带、运输、贮存都不方便；水性液体制剂容易霉变，需加入防腐剂；非均匀性液体制剂，药物的分散度大，分散粒子具有很大的比表面积，易产生一系列的物理稳定性问题。

（二）液体制剂的质量要求均匀相液体制剂应是澄明溶液；非均匀相液体制剂药物粒子应分散均匀，液体制剂浓度应准确；口服的液体制剂应外观良好，口感适宜；外用的液体制剂应无刺激性；液体制剂应有一定的防腐能力，保存和使用过程不应发生霉变。

二、液体制剂的分类（一）按分散系统分类1.均匀相液体制剂为均匀分散体系，在外观上是澄明溶液。

包括以下几类：（1）低分子溶液剂：也称溶液剂，是由低分子药物分散在分散介质中形成的液体制剂。

（2）高分子溶液剂：是由高分子化合物分散在分散介质中形成的液体制剂。

2.非均匀相液体制剂为不稳定的多相分散体系，包括以下几种：（1）溶胶剂：又称疏水胶体溶液。

表面活性剂的理化性质和生物学性质一、临界胶束浓度当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基团向内，亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束（micelles）。

在一定温度和一定的浓度范围内，表面活性剂胶束有一定的分子缔合数，但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同，离子表面活性剂的缔合数约在10～100，少数大于1000。

非离子表面活性剂的缔合数一般较大，例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。

表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micell concentration, CMC），不同表面活性剂的CMC不同，见表4-2。

具有相同亲水基的同系列表面活性剂，若亲油基团越大，则CMC越小。

在CMC时，溶液的表面张力基本上到达最低值。

在CMC到达后的一定范围内，单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。

表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度名称测定温度/℃CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1辛烷基磺酸钠25 1.50×10-1氯化十二烷基铵25 1.6×10-2辛烷基硫酸钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖酯2.38×10-6十二烷基硫酸钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖酯9.5×10-5十四烷基硫酸钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖酯 6.6×10-5十六烷基硫酸钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2(g/L,以下同)十八烷基硫酸钠40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2十二烷基磺酸钠25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2（二）胶束的结构在一定浓度范围的表面活性剂溶液中，胶束呈球形结构（图4-1a），其碳氢链无序缠绕构成内核，具非极性液态性质。

三乙醇胺的性能与作用化学性质及合成方法1.英文名称：Triethanolamine2.ＣＡＳ：102－71－63.分子式：C6H15O3N结构式：N（CH2CH2OH）34.相对分子量：149.19密度：1.12425.熔点：21.2℃饱和蒸气压:0.67(190℃)6.沸点：360℃7.闪点：193℃8.折射率：1.48529.溶解性：有吸湿性，能与水、乙醇、丙酮等混溶。

25℃时在苯中的溶解度4.2%10.理化性质：常温下无色、粘稠液体，稍有氨味，易溶于水、乙醇。

可腐蚀铜、铝及其合金。

液体和蒸汽腐蚀皮肤和眼睛。

具有碱性，能吸收CO2和H2S，其水溶液呈碱性，可与多种酸反应生成酯、酰胺盐，还能和高级脂肪酸形成脂。

具有叔胺的性质,碱性比氨低，能吸收CO2和H2S，其水溶液呈碱性，能与无机酸或有机酸反应生成盐，还能和高级脂肪酸形成脂。

可与多种重金属螯合生成2-4个配位的稳定螯合物,是优良的螯合剂.一般由液氨先配置成一定浓度的氨水，之后与环氧乙烷在微加热的情况下反应。

通过精制得到各种纯度无色透明的产品一般用途(1)用于制备表面活性剂、切削油、防冻液，在金属加工工业中，可用来制备缓蚀剂，保护金属表面，防止氧化；(2)在电镀行业中，可代替氰化钠，或采用微氰电镀，被称之为微氰或无氰无毒电镀，镀件内在质量完全可与氰镀件媲美；(3)水泥助磨剂主要原料（约占千分之一助磨剂配方总量的15%左右），加入助磨剂可以增加水泥产量10%-20%；(4)直接加入水泥熟料助磨（比例约为万分之一），混合后球磨，不但可增加水泥产量，而且增加细度提高质量标号，降低能耗；(5)混凝土减水剂原料；(6)混凝土早强剂原料。

其他用途(1)洗涤剂原料；美容品原料；护肤品、化妆品原料。

(2)三乙醇胺也是高效螯合剂，可螯合各种重金属。

(3)三乙醇胺也是良好的溶剂，吸湿剂，用于纺织工业中。

(4)三乙醇胺在化妆品中还具有中和剂的作用，它可以与CP-940中和，从而达到增稠和保湿的作用。

表面活性剂的化学原理表面活性剂，又称为界面活性剂，是一类具有分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团的化合物。

它们在溶液中能够降低液体表面或液体与固体之间的表面张力，从而改变液体的性质。

表面活性剂在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，比如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。

那么，表面活性剂的化学原理是什么呢？让我们一起来探讨一下。

一、表面活性剂的结构特点表面活性剂的分子结构通常由亲水性头基和疏水性尾基组成。

亲水性头基可以与水分子相互作用形成氢键，使表面活性剂分子在水中形成胶束结构；而疏水性尾基则喜欢与油脂等疏水性物质相互作用。

这种结构使得表面活性剂在水和油之间起到了“中介”的作用，降低了它们之间的界面张力，使水和油能够混合在一起。

二、表面活性剂的作用原理1. 降低表面张力表面活性剂的一个重要作用就是降低液体的表面张力。

表面张力是液体表面层内分子间的相互作用力，使得液体表面呈现出一种紧致的状态。

添加表面活性剂后，它的分子会在液体表面形成一层薄膜，使得表面张力减小，液体表面变得更加平滑，从而有利于液体的扩散和渗透。

2. 乳化作用由于表面活性剂分子同时具有亲水性和疏水性基团，它们可以在水和油之间形成乳化系统。

在这种系统中，表面活性剂的疏水性基团与油相互作用，亲水性基团与水相互作用，从而使油和水形成均匀的乳状液。

这种乳化作用使得原本不相溶的水和油能够混合在一起，为许多工业生产和日常生活中的应用提供了便利。

3. 分散作用除了乳化作用，表面活性剂还具有分散作用。

当固体颗粒或液滴悬浮在液体中时，表面活性剂的分子可以包裹这些颗粒或液滴，防止它们聚集沉降。

这样就实现了固体颗粒或液滴的分散，保持了液体的均匀性。

4. 泡沫稳定作用表面活性剂还可以在液体中形成稳定的泡沫结构。

当表面活性剂的浓度足够高时，它的分子会在气泡表面形成一层薄膜，阻止气泡破裂和融合。

这种泡沫稳定作用使得泡沫能够长时间存在，广泛应用于洗涤剂、泡沫塑料等领域。

三、表面活性剂的应用领域1. 洗涤剂洗涤剂是表面活性剂最常见的应用之一。

表面活性剂的化学性质与分类表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化合物，广泛应用于洗涤、化妆品、医药、食品和工业生产等领域。

根据其电荷性质，表面活性剂可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子四大类。

本文将重点介绍阴离子表面活性剂的化学性质及分类。

一、阴离子表面活性剂的化学性质阴离子表面活性剂的亲水头部通常是羧基、磺酸基、硫酸基等阴离子基团，这些基团通过离子键与水分子相互作用，使表面活性剂的亲水性增强。

同时，阴离子表面活性剂的疏水尾部通常是长链烷基或芳基，这些基团通过非极性相互作用与有机物或其他不溶于水的物质结合，使表面活性剂的溶解性增强。

二、阴离子表面活性剂的分类1.硫酸盐表面活性剂硫酸盐表面活性剂是最早使用的阴离子表面活性剂之一，具有较高的表面活性，发泡性较强，广泛应用于洗涤和化妆品等领域。

但是，由于其刺激性较大，对人体和环境有一定的负面影响，因此逐渐被其他表面活性剂所取代。

2.磷酸盐表面活性剂磷酸盐表面活性剂的亲水头部通常是磷酸基团，疏水尾部通常是由脂肪醇或芳基构成。

这些表面活性剂具有较高的稳定性和溶解性，广泛应用于清洁和工业领域。

由于其较低的刺激性，也被应用于个人护理产品中。

3.羧酸盐表面活性剂羧酸盐表面活性剂是最常见的一种阴离子表面活性剂，通常由脂肪酸和碱反应制得。

这些表面活性剂具有较低的刺激性和较好的生物降解性，因此广泛应用于个人护理和化妆品等领域。

同时，由于其较低的发泡性，也被应用于洗涤剂和工业领域。

4.氨基酸表面活性剂氨基酸表面活性剂是一种特殊的阴离子表面活性剂，以氨基酸为基础构建亲水头部和疏水尾部。

这些表面活性剂具有温和、高效、可生物降解等优点，因此广泛应用于个人护理产品、洗涤剂、化妆品等领域。

由于其特殊的分子结构，氨基酸表面活性剂还可以与其他表面活性剂进行复配，提高产品的性能和效果。

子在分子的一侧有一个胺基，在另一侧有一个羧酸基。

在生命系统中，这使得它们非常通用，因为其他分子可以通过分子两侧的不同过程非常特定地附着。

表面活性剂的增溶作用作者：宋成英来源：《硅谷》2012年第10期摘要：表面活性剂在制剂工业上有着广范的应用。

对表面活性剂类型、理化性质以及生物活性进行综述，为其进一步在中药提取和药物制剂开发利用方面提供参考。

关键词：表面活性剂；增溶作用；制剂中图分类号：O63 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0520133－02表面活性剂在药剂中应用十分广泛：常用于增溶、乳化、润湿、起泡与消泡；在中药提取中用于增加有效成分的提出率；在软膏、栓剂中作基质；阳离子表面活性剂可直接用于消毒、杀菌和防腐。

在上述用途中做增溶剂尤为重要。

1 表面活性剂的概念与种类1.1 表面活性剂的概念表面活性剂是指能显著降低表面张力的化合物。

表面活性剂具有一端含亲水基（疏油基），另一端为疏水基（亲油基）的双亲分子结构，憎水基团从水的内部向外迁移伸向空气，亲水基伸向水中。

双亲平衡的结果使表面活性剂在水表富集，好似水表面被一层非极性的碳氢链覆盖。

1.2 表面活性剂的种类表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基的结构可分为：直链、支链、芳香链、含氟长链等；根据亲水基可分为：羧酸盐、硫酸酯盐、聚环氧乙烷类等；根据表面活性剂溶于水是否解离及其电性，分为离子型和非离子型表面活性剂。

众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定义并在内涵上不发生重叠。

通常按照表面活性剂的解离分为：阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。

1.3 表面活性剂的理化参数1.3.1 表面活性剂的亲水亲油平衡值（Hydrophilic Lipophilic Balance HLB）HLB值是表面活性剂分子中亲水、亲油基团对油和水的综合亲和力。

HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据。

表面活性剂的HLB值越高，其亲水性越强；HLB值越低，其亲油性越强。

亲水基在末端的润湿性比亲水基在中间润湿性差。

当表面活性剂的HLB值相同时，分子量小的润湿作用比分子量大的润湿作用强。