增溶剂

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什么是增溶剂[1]

  增溶剂是指药物由于表面活性剂形成胶团后,使其在溶剂中溶解度增大并形成单相缔合胶体溶液的过程,而加入的这种起增溶作用的表面活性剂称为增溶剂。

增溶剂的分类[2]

  1.阳离子型

  阳离子型增溶剂结构的主要部分是一个五价的氮原子,以季铵盐类为代表,特点是水溶性大,具有良好的表面活性作用以及很强的消毒杀菌作用。但阳离子型增溶剂的毒副作用大,极少用作增溶剂,如溴苄烷铵(新洁尔灭)。

  2.阴离子型

  阴离子型增溶剂起表面活性作用的部分是阴离子,因有强烈的生理作用,如溶血、刺激性等,一般用于外用制剂。此类增溶剂包括肥皂类、硫酸化物(如十二烷基硫酸钠)、磺酸化物(如十二烷基苯磺酸钠、牛磺胆酸钠)等。

  3.两性离子型

  两性离子型增溶剂分子中同时具有阳离子和阴离子两种原子团,阳离子主要有季铵盐等原子团,阴离子主要有羧酸、磺酸、磷酸、硫酸酯等原子团。此类增溶剂在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,起泡性好,去污力强;在酸性水溶液中呈阳离子表面活性剂的性质,杀菌力强,有一定的毒性。一般也较少用作增溶剂。

  4.非离子型

  非离子型增溶剂在水中不离解,分子中构成亲水基团的是多元醇及其聚合物,构成亲油基团的是各种高级脂肪酸或高级脂肪醇以及烷基或芳基,它们以酯键或醚键与亲水基团结合,有很多类不同品种。由于化学上的不解离性,此类增溶剂不易受电解质及溶液pH值的影响,毒性和溶血作用较小,目前应用最广,可用于内服、外用、注射等剂型的制剂。非离子型增溶剂主要有以下四类:①聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯类(聚山梨酯类),如聚山梨酯80;②聚氧乙烯脂肪酸酯类(卖泽类),如聚氧乙烯月桂酸酯;③聚氧乙烯脂肪酸醇醚类(苄泽类),如平平加O;④聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物,如泊洛沙姆。

  由于阳离子表面活性剂的毒副作用较大,极少用于药物的增溶,故目前用于药物制剂增溶剂的表面活性剂主要有两类:一是阴离子型表面活性剂,主要用于外用制剂;二是非离子型表面活性剂,这种类型应用最广。

增溶剂的选择[2]

  增溶剂的选择,应根据增溶质的性质和制剂的需求,充分结合增溶剂的特性来进行种类和用量的确定,并在使用中考虑增溶效果的影响因素,以及对药物吸收的影响,尽量选择毒、副作用小,增溶量大,价廉易得的增溶剂。

  1.增溶剂的性质

  (1)碳氢链链长:同系物增溶剂的碳氢链链长、分子量的大小和增溶剂的种类对增溶效果有影响。碳氢链越长,则CMC越小,在形成胶团时,烃核中心区容量越大,增溶效果越强,故增溶能力随碳氢链的增长而增强。对于同系的离子型增溶剂,大约碳氢链每增加1个碳原子,CMC即下降1/2;对于同系的非离子型增溶剂,由于其亲水基团极性相对较弱,碳原子数量增加的影响更为明显,大约碳氢链每增加2个碳原子,CMC可以下降到原来的1/10。

  (2)亲水亲油平衡值:HLB值越高,亲水性越强;HLB值越低,亲油性越强。不同HLB值的表面活性剂适合不同的用途。

  (3)昙点:含有有起昙现象的表面活性剂的制剂,在温度达到昙点时表面活性剂析出,增溶性及乳化性降低,从而使被增溶的物质析出或相应的乳剂可能被破坏,有些制剂可能在温度下降后恢复原状,但有些则难恢复。因此,对某些需要灭菌的制剂,如注射剂、滴眼液要求有一定的稳定性,必须选择昙点在85℃以上的增溶剂。

  2.增溶剂的用量

  增溶体系是溶剂、增溶剂和增溶质组成的三元体系,增溶剂的用量可以用三元相图(或增溶相图)筛选。三元相图是增溶剂、溶剂和增溶质三者间由于百分组成发生改变,引起体系相变的一种图解。由三元相图可以确定增溶剂的最小用量以及增溶质被增溶的最大浓度和可稀释的程度。

  3.增溶效果的影响因素

  (1)增溶剂的种类:增溶剂的种类对增溶效果有影响。非离子型增溶剂的增溶能力较离子型的强,其HLB值越大,对强极性药物的增溶效果越好,但对极性低的药物却相反。阳离子型增溶剂比阴离子型增溶剂增溶效果好。

  (2)药物的性质:药物的性质与非离子型增溶剂性质近似为好,而与离子型增溶剂性质相反为好。不解离的极性药物和非极性药物易被表面活性剂增溶并有较明显的增溶效果;而解离药物往往因其水溶性的缘故,进一步增溶的可能性较小甚至导致溶解度降低。

  当解离药物与非离子表面活性剂配伍时,pH值可明显影响药物的增溶量。对于弱酸性药物而言,在偏酸性环境中有较大程度的增溶;对于弱碱性药物,则在偏碱性环境中有更大程度的增溶;两性离子则在等电点时有最大的增溶量。

  (3)温度:温度对增溶的影响常因增溶剂种类及药物的不同而不同。对于离子型表面活性剂,在通常情况下,加热升温可增加溶解度。当温度升至某点,其溶解度急剧升高,该温度称为Krafft点。Krafft点是离子型表面活性剂的特征值,也是离子型表面活性剂用于增溶的下限。Krafft点越高,则表面活性剂的CMC越低。

  对于含聚氧乙烯基的非离子型增溶剂,增溶操作过程中,也可因升温而增大增溶量,但温度必须在增溶剂的昙点以下。

  4.增溶剂对药物吸收的影响

  作为增溶剂的表面活性剂的存在,可能会增加药物的吸收也有可能降低药物的吸收,取决于多种因素。

  5.增溶剂的使用方法

  增溶剂的使用方法与增溶效果密切相关。一般先将药物与增溶剂直接混合,最好完全溶解,必要时加少量水,再加其他附加剂与余下的溶剂,则能较好溶解,增溶量较大;若将增溶剂先溶于水,再加药物则几乎不溶,不能达到预期的目的。

  6.增溶剂的毒、副作用

  目前,增溶剂常用于液体制剂和注射剂的制备,只有无毒的表面活性剂才能作为内服制剂和注射剂的增溶剂,外用制剂也需考虑其刺激性,因此,选用增溶剂必须注意其毒性、刺激性和溶血等不良作用。

增溶剂的种类及性能[3]

  常用的增溶剂有甲苯磺酸、尿素、二甲苯磺酸和异丙苯磺酸的钠盐、钾盐、铵盐和低碳烷基苯磺酸钠等,还有乙醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、烷基磷酸酯等。

  (1)对甲苯磺酸钠

  白色结晶粉末,溶于水,稍有腐蚀性,不能同皮肤接触,有很强的润湿性。用作合成洗涤剂的助溶剂。在粉状洗涤剂中,可作料浆的调理剂,降低料浆的黏度。加入对甲苯磺酸钠可增加含水量,同时可改进流动性、手感,防止粉粒结块,并降低料浆黏度。在液体洗涤剂中,可以使体系黏度和浊点下降。使用时,应注意原料的含量、无机盐及溶解性。特别是液体洗涤剂其盐的含量对液态透明度有很大的影响。

  (2)二甲苯磺酸钠

  白色结晶粉末,溶于水,溶液呈弱碱性。二甲苯磺酸钠用于液体洗涤剂中,可作偶合剂、水溶助长剂、均化剂、分散剂,并使浊点、黏度下降。

  (3)尿素

  尿素易溶于水、乙醇和苯溶于乙醚,不溶于氯仿。有一定的吸湿性,在液体洗涤剂中应用时,pH值不能太高,一般在5.5~8.5之间,pH值太高,尿素易分解,释放出氨,不但影响增溶效果,也影响产品气味。

  (4)乙醇

  乙醇能与水、醚、氯仿、甘油等任意混合,能溶解多种有机化合物和若干无机化合物,与稀的酸类、碱类、盐类无反应。氧化时可生成醛和醋酸,对眼有弱刺激作用。

参考文献

  1. 罗明生,高天惠,宋民宪主编.第五章 增溶剂与助溶剂 中国药用辅料.化学工业出版社,2006年04月第1版.
  2. 2.0 2.1 傅超美,王世宇主编.第二章 液体制剂用辅料 药用辅料学.中国中医药出版社,2008.10.
  3. 徐宝财,周雅文,韩富编著.第四章 助剂复配设计 洗涤剂配方设计6步.化学工业出版社,2010.04.
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