第二节 表面活性剂的分类
表面活性剂根据其分子能否解离成离子,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂两大类。离子型表面活性剂根据所带电荷的不同,又可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂三类。
一、离子型表面活性剂
1.阴离子型表面活性剂
带负电荷的表面活性剂称为阴离子型表面活性剂。起表面活性作用的是阴离子。
(1)肥皂类 系高级脂肪酸盐,通式为(RCOO—)nMn+。脂肪酸烃R一般为11~17个碳的长链,主要有月桂酸、油酸、硬脂酸等。因M不同,又分为碱金属皂(一价皂,如钠皂)、碱土金属皂(二价皂,如钙皂)、有机胺皂(如三乙醇胺)等。本类表面活性剂有良好的乳化能力,但易被酸破坏。碱金属皂还可被钙、镁盐破坏。一般用在外用制剂中。
(2)硫酸化物 系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为。脂肪烃链R在12~18个碳之间,主要有硫酸化蓖麻油(俗称土耳其红油)、十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂醇硫酸钠)、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)等。本类表面活性剂有较强的乳化能力,较耐酸和钙、镁盐,主要作为外用软膏的乳化剂,有时也作为片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
(3)磺酸化物 系脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物等,通式为。本类表面活性剂在酸性水溶液中稳定,但水溶性及耐酸和钙、镁盐性比硫酸化物稍差,渗透力强,易起泡和消泡。如十二烷基苯磺酸钠为目前广泛应用的洗涤剂;二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT)、二己基琥珀酸磺酸钠等可用于非口服途径的药物吸收促进剂;胆石酸盐类如甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等,常作为单脂肪酸甘油酯的增溶剂和胃肠道中脂肪的乳化剂使用。
2.阳离子型表面活性剂
带正电荷的表面活性剂称为阳离子型表面活性剂。起表面活性作用的是阳离子,又称阳性皂。其分子结构的主要部分是一个五价的氮原子,为季铵类化合物。主要有苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)、氯化苯甲烃铵等。本类表面活性剂水溶性好,在酸性和碱性溶液中均较稳定,具有良好的杀菌作用和一定的乳化、润湿性能。主要用于皮肤、黏膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵,可作为抑菌剂用于眼用溶液。
3.两性离子型表面活性剂
两性离子型表面活性剂分子结构中同时具有正电荷和负电荷基团,因介质的pH值不同而呈现阴离子型或阳离子型表面活性剂的性质。
卵磷脂、豆磷脂是天然的两性离子型表面活性剂。卵磷脂主要来源于蛋黄、大豆,其组成非常复杂,是多种化合物的混合物。根据来源和制备过程的不同,各组分的比例也会不同,因而使用性能也会有所不同。卵磷脂对热非常敏感,在酸性、碱性和酯酶作用下易水解,不溶于水,溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂,是制备注射用乳剂和脂质微粒的主要辅料。
氨基酸型和甜菜碱型两性离子型表面活性剂为合成化合物。其阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分为胺盐的即为氨基酸型,为季铵盐的即为甜菜碱型。常用的氨基酸型两性离子型表面活性剂Tego MHG[十二烷基双(氨乙基)-甘氨酸盐酸盐],杀菌作用强且毒性比阳离子型表面活性剂小。
二、非离子型表面活性剂
非离子型表面活性剂在水中不解离。它的稳定性高,不易受强电解质存在的影响,也不易受酸、碱的影响,在各种溶剂中均有良好的溶解性,相容性好,毒性和溶血性小,因此广泛用于外用制剂、口服制剂和注射剂。
1.脂肪酸甘油酯
主要是脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯,如单硬脂酸甘油酯等。不溶于水,易水解成甘油和脂肪酸,表面活性不强,亲水亲油平衡值(HLB值)为3~4,常作W/O型辅助乳化剂。
2.蔗糖脂肪酸酯
简称蔗糖酯,属多元醇型非离子型表面活性剂,是蔗糖与脂肪酸反应生成的一类化合物,包括单酯、二酯、三酯、多酯。在体内可分解为蔗糖和脂肪酸而被利用。HLB值为5~13,常作O/W型乳化剂和分散剂。本品也是常用的食品添加剂。
3.脂肪酸山梨坦
系脱水山梨醇脂肪酸酯类,由脱水山梨醇及其酐与脂肪酸反应而得的酯类化合物的混合物,商品名为司盘(Span)。本类由于其亲油性较强,常作W/O型乳化剂,HLB值为1.8~8.6,多用于搽剂和软膏中。但司盘20和司盘40与吐温配伍常作O/W型的混合乳化剂。
4.聚山梨酯
系聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯,其是在司盘类剩余的—OH上,再结合上聚氧乙烯基而得的醚类化合物,商品名为吐温(Tween)。本类由于增加了亲水性的聚氧乙烯基,大大增加了亲水性,成为水溶性的表面活性剂。HLB值为9.6~16.7,常作增溶剂、O/W型乳化剂。
5.聚氧乙烯脂肪酸酯
系聚乙烯二醇和长链脂肪酸缩合生成的酯,商品卖泽(Myrij)为其中的一类。本类为水溶性的,乳化性能强,常作O/W型乳化剂和增溶剂。
6.聚氧乙烯脂肪醇醚
系聚乙烯二醇和脂肪酸缩合生成的醚类,商品苄泽(Brij)是其中的一类。常作O/W型乳化剂和增溶剂。
7.聚氧乙烯-聚氧丙烯聚合物
系聚氧乙烯与聚氧丙烯聚合而成,又称泊洛沙姆(Poloxamer),商品名为普朗尼克(Pluronic)。本类对皮肤、黏膜几乎无刺激和过敏性,毒性小,有优良的乳化、润湿、分散、起泡、消泡性能。泊洛沙姆188(商品名Pluronic F68)可用作静脉乳剂的O/W型乳化剂。