第九节 表面活性剂 大纲解读 九、表面活性剂 1.概述 (1)表面活性剂的概念(2)表面活性剂的结构特征 2.表面活性剂的分类 (1)离子型表面活性剂(2)非离子型表面活性剂 3.表面活性剂的基本性质和应用 (1)表面活性剂的胶柬(2)亲水亲油平衡值(3)表面活性剂的增溶作用及其应用 4.表面活性剂的生物学性质 (1)表面活性剂对药物吸收的影响(2)表面活性剂与蛋白质的相互作用(3)表面活性剂的毒性与刺激性 一、概述 1.表面活性剂的概念 一定条件下的任何纯液体都具有表面张力。当溶剂中溶入溶质时,溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化,水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变,如肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降。使液体表面张力降低的性质即为表面活性。表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。 【经典真题】 (A型题) 关于表面活性剂的叙述中哪一条是正确的 A.能使溶液表面张力降低的物质 B.能使溶液表面张力增加的物质 C.能使溶液表面张力不改变的物质 D.能使溶液表面张力急剧下降的物质 E.能使溶液表面张力急剧上升的物质 [答疑编号111109101] 『正确答案』D 2.表面活性剂的结构特征 表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上,极性基团可以是解离的离子,也可以是不解离的亲水基团。 二、表面活性剂的分类 1.阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。 (1)高级脂肪酸盐:系肥皂类,可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。 (2)硫酸化物:主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。它们的乳化性也很强,较肥皂类稳定,对黏膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。 (3)磺酸化物:系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等,常用的品种有二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等,后者为目前广泛应用的洗涤剂。 2.阳离子表面活性剂 这类表面活性剂起作用的部分是阳离子,亦称阳性皂。其分子结构的主要部分是一个五价的氮原子,所以也称为季铵化物,其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。常用品种有苯扎氯铵和苯扎溴铵等。 3.两性离子表面活性剂 (1)卵磷脂:卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。其主要来源是大豆和蛋黄,根据来源不同,又可称豆磷脂或蛋磷脂。 (2)氨基酸型和甜菜碱型:这两类表面活性剂为合成化合物,阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分为季铵盐或胺盐,由胺盐构成者即为氨基酸型;由季铵盐构成者即为甜菜碱型。 4.非离子表面活性剂 这类表面活性剂在水中不解离,分子中构成亲水基团的是甘油、聚乙二醇和山梨醇等多元醇,构成亲油基团的是长链脂肪酸或长链脂肪醇以及烷基或芳基等,它们以酯键或醚键与亲水基团结。 (1)脂肪酸甘油酯 主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯,如单硬脂酸甘油酯等。其表面活性较弱,HLB值为3~4,主要用做W/O型辅助乳化剂。 (2)多元醇型 1)蔗糖脂肪酸酯:蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯,是蔗糖与脂肪酸反应生成的一大类化合物,属多元醇型非离子表面活性剂,根据与脂肪酸反应生成酯的取代数不同,有单酯、二酯、三酯及多酯。主要用做水包油型乳化剂、分散剂。 2)脂肪酸山梨坦:是失水山梨醇脂肪酸酯,是由山梨糖醇及其单酐和二酐与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物,商品名为司盘(spans)。是常用的油包水型乳化剂,但在水包油型乳剂中。 3)聚山梨酯:是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯,是由失水山梨醇脂肪酸酯与环氧乙烷反应生成的亲水性化合物。商品名为吐温(Tweens)。聚山梨酯是常用的增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂。 (3)聚氧乙烯型 1)聚氧乙烯脂肪酸酯:系由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯,商品有卖泽(Myrij)。这类表面活性剂有较强水溶性,乳化能力强,为水包油型乳化剂,常用的有聚氧乙烯40硬脂酸酯等。 2)聚氧乙烯脂肪醇醚:系由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚,商品有苄泽(Brij);西土马哥(Cetomacrogol);平平加O(PerogolO)。常用做增溶剂及O/W型乳化剂。 3)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物 本品又称泊洛沙姆(Poloxamer),商品名普朗尼克(Pluronic)。随分子量增加,本品从液体变为固体。Poloxamer188作为一种水包油型乳化剂,是目前用于静脉乳剂的极少数合成乳化剂之一。 【精要速记】W/O型乳化剂:多价皂,脂肪酸山梨酯类(司盘类),高级脂肪醇 【经典真题】 1.在酸性与碱性溶液中比较稳定的表面活性剂是 A.阴离子表面活性剂 B.阳离子表面活性剂 C.两性离子表面活性剂 D.非离子表面活性剂 E.以上都是 [答疑编号111109102] 『正确答案』D 2.属于非离子型表面活性剂的是 A.肥皂类 B.高级脂肪醇硫酸酯类 C.脂肪族磺酸化物 D.聚山梨酯类 E.卵磷脂 [答疑编号111109103] 『正确答案』D (B型题) A.司盘20 B.十二烷基苯磺酸钠 C.苯扎溴铵 D.卵磷脂 E.吐温80 1.脱水山梨醇月桂酸酯 [答疑编号111109104] 『正确答案』A 2.聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯 [答疑编号111109105] 『正确答案』E 3.两性离子型表面活性剂 [答疑编号111109106] 『正确答案』D 4.阳离子型表面性剂 [答疑编号111109107] 『正确答案』C 5.阴离子型表面活性剂 [答疑编号111109108] 『正确答案』B 三、表面活性剂的基本性质 1.临界胶束浓度 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。 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(CMC),不同表面恬性剂的CMC不同。单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。 【经典真题】 有关表面活性剂的正确表述是 A.表面活性剂的浓度要在临界胶团浓度(CMC)以下,才有增溶作用 B.表面活性剂用作乳化剂时,其浓度必须达到临界胶团浓度 C.非离子表面活性的HLB值越小,亲水性越大 D.表面活性剂均有很大毒性 E.阳离子表面活性剂具有很强杀菌作用,故常用作杀菌和防腐剂 [答疑编号111
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