药用高分子材料学复习资料

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1、-绪论1、药用高分子材料是具有生物相容性且经过平安性评价的应用于药物制剂的一类高分子辅料。2、高分子材料在药物制剂中的用途药物制剂的辅料 高分子前体药物药物制剂的包装材料 高分子构造合成化学反响1、重复单元(Repeating unit)是高分子链的根本组成单位。链节1ink 形成构造单元的小分子化合物称为单体(Monomer)，单体是合成聚合物的原料。n为重复单元数，又称聚合度degree of polymerization 简称DP，平均值，衡量高分子的一个指标聚合物的分子量 M= M0DP2、均聚物：一种单体聚合而成的聚合物。共聚物：有两种或两种以上单体聚合而成的聚合物。3、加聚与缩聚的

2、区别加聚：由单体加成而聚合起来的反响。无小分子生成。重复单元等于单体。缩聚：单体间缩合脱去小分子而形成聚合物的反响。有小分子生成。重复单元不等于单体。4、高分子化合物与小分子的区别 巨大的分子量104107。 分子间作用力。 无沸点，不能汽化，多以固体或粘稠液体形式存在。 独特的物理-力学性能。 大多数高分子具有机械强度。 多分散性，具有平均值的概念。 溶解前要经过溶胀过程，较小分子难溶。5、高分子化合物分类 按工艺和使用分类：塑料、橡胶和纤维 按高分子主链构造分类：有机高分子、元素有机高分子、无机高分子 按聚合反响分类：均聚物与共聚物 按分子形态分类：线型高分子(高压)、支化高分子低压、体型

3、高分子、星型高分子、梳型高分子6、高分子的命名习惯命名：淀粉、纤维素 按单体名称命名：聚乙烯、聚丙烯 商品名：硅油、普流罗尼系统命名1 找全所有构造单元形式。2 排次序，确定重复构造单元。3 按有机小分子的IUPAC命名规则命名重复构造单元。4 在重复构造单元名称前加上聚。英文缩写：PE,PVP,PLGA,PEG(PEO),PS,PVA7、高分子构造 分子构造：近程构造一次构造：是指单个大分子链构造单元的化学构造和立体化学构造化学构造 远程构造二次构造：分子大小、构象。分子间构造聚集态：晶态、非晶态、织态、取向8、高分子链的近程构造v 构造单元的化学组成 v 键接方式 头头连接、尾尾连接、头尾

4、连接 无规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚v 空间排列 间规共聚物，等规共聚为，无规共聚物v 支化v 交联 支链、交联、互穿、端基9、高分子的柔性 主链因素：CO、SiO键比CC键容易旋转；双键使得相邻的键容易旋转；共轭双键不易旋转 侧链：侧链的存在一般降低柔性，而且侧链越强柔性降低愈多。当侧链对称时柔性增加。 交联 温度10、高分子的聚集状态 结晶态与非结晶态共存， Tcma*=0.85Tm11、影响结晶的因素 对称性 越高越容易结晶链规整性 越高越容易结晶分子间作用力：分子间相互作用较强的聚合物链的柔性较差，不易结晶温度支化12、取向模型取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列形成的

5、构造。分子取向 单轴 ：单方向 双轴：互相垂直整链：大尺寸取向链段：小尺寸取向性能变化 机械强度在取向方向增大 应力和收缩13、织态构造织态构造：不同聚合物之间或聚合物与其他成分之间堆砌排列问题共混：两种或两种以上的高分子材料加以物理混合的过程高分子合金：共混聚合物，嵌段聚合物和接枝聚合物聚能：1mol分子聚集在一起的能量。聚能越相近越容易共混，比例越相近越不易14、聚合反响 分为连锁聚合、逐步聚合连锁聚合：由引发，增长，终止等基元反响所构成的聚合反响。烯类加聚自由基、离子逐步聚合：大分子形成的过程是逐步性的，分子量逐步增加。缩聚15、自由基聚合反响与阴离子型聚合反响有什么区别活性中心： 自由

6、基，阴离子引发剂种类自由基聚合： 采用受热易产生自由基的物质作为引发剂。包括偶氮类：过氧类，氧化复原体系易于分解、自由基活性高阴离子聚合： 采用易产生活性离子的物质作引发剂。亲核试剂，主要是碱金属及其有机化合物单体构造： 自由基聚合：带有弱吸电子基的乙烯基单体 阴离子聚合：带有强吸电子取代基的烯类单体聚合机理： 自由基聚合：有终止反响和链转移反响 阴离子聚合：往往无链终止反响和链转移反响，添加其它试剂终止机理特征： 自由基聚合：慢引发、快增长、速终止 阴离子聚合：快引发、快增长、无终止溶剂的影响：自由基聚合：溶剂只参与链转移反响 阴离子聚合：溶剂的极性和溶剂化能力，影响聚合反响速率和产物的立构

7、规整性。反响温度： 自由基聚合：取决于引发剂的分解温度50 -80 阴离子聚合：引发活化能很小。为防止链转移、重排等副反响，在低温聚合。阻聚剂种类自由基聚合：苯醌、氧阴离子聚合：极性物质水、醇，酸性物质，CO2 16论述线型缩聚反响的特点1逐步性： 缩聚反响没有特定的活性中心反响体系中存在着分子量递增的一系列中间产物;延长聚合时间主要目的在于提高产物聚合度官能团的反响活性只与官能团的种类有关，而与所连接的分子链的长短无关。2成环性：缩聚反响通常在较高温度和较长时间方能完成，往往伴有一些副反响，成环反响就是其副反响之一。成环反响和成线反响是一对竞争反响，其与环的大小、分子链柔性、温度及反响物浓度

8、有关。3平衡反响。17、反响程度 指参加反响的官能团数目N与初始官能团数目(N0)的比值。P18、凝胶化现象 反响到达一定程度时，体系黏度突然上升，以致出现不溶的凝胶，称为凝胶化现象。19、聚合反响 本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬液聚合珠状聚合、界面缩聚、辐射聚合 缩聚：本体聚合、溶液聚合、界面缩聚20、聚合物的化学反响根据聚合度和侧基或端基的变化，聚合物的化学反响,可分为三类:聚合度根本不变端基聚合度变大交联聚合度变小降解、解聚21、影响官能团反响能力的因素结晶效应溶解度效应临近基团效应几率效应立构效应22、聚合物的降解与老化聚合物降解是指在热、光、机器力、化学试剂、微生物等外界因素作用下

9、。聚合物发生分子链无规断裂，侧基和低分子的消除等反响，致使聚合度和分子量下降的现象。23、热降解 解聚 末端，链增长的逆反响，端基断裂，得到产物是原来单体及低聚物。 无规断裂 取代基的消除24、其他降解光降解、机械降解、化学试剂分解25、生物降解反响 聚合物在生物环境中水、酶、微生物等作用下大分子的完整性受到破坏，产生碎片或其他降解产物的现象。分子量下降 26、化学降解 主链上不稳定键的断裂 侧链断裂 交联键断裂27、物理降解 外表降解非均匀降解、本体降解均匀降解28、影响降解的因素 化学键的类型 结晶度和分子量 亲水性和疏水性 pH 共聚物的组成 酶降解 残留单体和其他水分子物质的存在 其它

10、因素29、聚合物使用中存在老化现象遮光剂、抗氧化剂30、生物降解聚合物用于缓控释制剂物理性质 分子量及多分散性 玻璃化温度 玻璃化温度应大于37 机械强度 溶解性 渗透性 可灭菌性 载药量要适当，一般可加至305031、相对分子质量分子量大，多分散 数均相对分子质量、重均相对分子质量、黏均相对分子质量32、分子量及分子量分布测定方法端基Mn 104黏度法M 104 107光散射法Mw 104 107凝胶色谱法 分子量分布高分子材料的物理化学性质1、 溶解与溶胀溶胀：溶剂分子渗入高分子部，使其体积膨胀。溶胀度：一定温度下，单位重量或体积的凝胶所能吸收液体的极限量 分为有限溶胀和无线溶胀2、 影响

11、溶解的因素分子量大，溶解度小交联度大，溶解度小与聚集态有关，非晶态溶解度大晶态聚合物，先破坏晶格，方能溶解分子量一样的聚合物，支链的比线型的更易溶解吉布斯能小于零才能溶解3、 溶剂的选择原则溶剂参数原则非极性 极性相似原则极性 溶剂化原则4、为什么极性结晶高聚物的溶解，除了用加热方法使其溶解之外，也可在常温下加强极性溶剂使之溶解？因为极性结晶聚合物中的非晶相局部与强极性溶剂接触时，产生放热效应，放出的热使结晶局部晶格被破坏，然后被破坏的晶相局部就可与溶剂作用而逐步溶解。5、高分子运动的特点v 运动单元的多重性v 高分子热运动是松弛过程，它具有时间的依赖性v 高分子热运动与温度有关6、高分子的物

12、理状态 玻璃态、高弹态、粘流态7、玻璃态转变温度聚合物在玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，其对应的转变温度称为玻璃化转变温度，通常以Tg表示。8、高分子的热一形变曲线图中分为五个区,分别为玻璃态、玻璃化转变区、高弹态、粘流转变区、粘流态9、影响Tg因素p 主链p 取代基的空间位阻和侧链的柔性p 分子间作用力 l 侧链的极性l 氢键l 离子键 共聚无规共聚: 一个Tg 均聚物之间接枝/嵌段共聚: 相容，一个Tg 交联 分子量 增塑剂减小10、粘流温度Tf11、聚合物粘性流动的特点高分子流动是通过链段的位移运动来完成的 高分子流动不符合牛顿流体的流动规律 高分子流动时伴有高弹形变 12、弹性

13、模量应变:材料在受外力作用而又不产生惯性移动时,物体响应外力所产生的形变称为应变应力:材料变形时,其部产生与外力相抗衡的力,称为应力弹性模量(氏模量)=应力/应变13、粘弹性蠕变、应力松弛、耗14、凝胶gel 是一类溶胀的三维网状高分子15、凝胶的分类根据交联键性质的不同分为：化学凝胶，不熔融，又称不可逆凝胶；物理凝胶，可溶解，又称可逆凝胶。根据凝胶中含液量的多少分为冻胶，液体含量多和干凝胶，液体含量少16、胶凝作用 高分子溶液转变为凝胶的过程称为胶凝作用影响因素 高分子溶液浓度、温度和电解质类型与含量17、凝胶的性质触变性 凝胶与溶胶相互转化的过程称为触变性溶胀性 凝胶吸收液体后自身体积明显

14、增大的现象脱水收缩性 凝胶在低蒸气压下保存，液体缓慢地自动从凝胶中别离出来的现象透过性 凝胶与流体性质相似，可以作为扩散介质18、水凝胶 是一种能在水中显著溶胀，并保存大量水分的亲水性凝胶普通水凝胶、智能水凝胶19、药物通过聚合物的扩散储库装置、骨架装置20、Fick第一定律J=D dc/d* J溶质流量 C溶质浓度 *垂直于有效扩散面积的位移 D 溶质扩散系数 21、药物的非Fick扩散 非Fick扩散主要发生在玻璃态的亲水聚合物体系药用天然高分子材料一、淀粉多个葡萄糖分子以-1，4-糖苷键首尾相连而成,在空间呈螺旋状构造1、直链淀粉以-1,4苷键连接的葡萄糖单元线性聚合物分子量为3.2*1

15、04-1.6*105，相当于聚合度n为200-980直链淀粉由于分子氢键作用，链卷曲成螺旋形每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元 2、支链淀粉由D-葡萄糖聚合而成分支状淀粉支链淀粉的分子量较大，是直链淀粉的3倍以上根据分支程度的不同，平均分子量围在1000万-2亿，相当于聚合度为5万-100万一般认为每隔15个单元，就有一个-1,6苷键接出的分支小分支50, 形状如高粱穗3、构造性质淀粉为半结晶聚合物线性直链淀粉分子为无定型支链淀粉为局部结晶淀粉颗粒中的结晶区域散布于连续的无定型之中双折射现象4、 溶解性不溶于乙醇、多数有机溶剂和水直链淀粉又称可溶性淀粉，溶于热水后成胶体溶液，容易被人体消化支链淀粉

16、不溶于热水中5、预胶化糊化在60-70具有从结晶向无定型的转变的过程叫做胶化，胶化温度是一个临界点长时间存放后出现不透明甚至沉淀的现象称为老化6、 显色反响淀粉遇碘呈蓝色非化学反响直链淀粉为蓝色支链淀粉为紫红色由于碘分子进入淀粉螺旋圈中央空穴，通过德华力，形成淀粉-碘络合物7、应用主要可作为粘合剂、稀释剂和崩解剂8、淀粉崩解作用机理 与水接触后膨胀，直链淀粉是淀粉膨胀崩解性质的成分(螺旋线形)淀粉的毛细管作用 颗粒与颗粒之间的排斥力与淀粉的亲水性质 崩解能力弱二、淀粉衍生物名称主要应用性质构造备注预胶化淀粉粘合剂直接压片有干粘合作用颗粒外表有裂隙凹隙崩解剂全预胶化没有、稀释剂羧甲基淀粉钠CMS

17、Na超级崩解剂直接压片吸水膨胀300倍疏水辅料润滑剂对其崩解作用影响小,少见三、纤维素葡萄糖残基通过-1，4糖苷键连接而成纤维素为直链聚合物，结晶性强性质：化学反响性、氢键作用、吸湿性、溶胀性、机械降解特性、可水解性名称主要应用性质构造备注粉状纤维素稀释剂，助悬剂，助流剂纤维素通性良好的可压性与氧化剂配伍禁忌微晶纤维素MCC粘合剂、吸附剂、稀释剂直接压片、崩解剂可压性、粘合作用、崩解作用四、纤维素衍生物名称主要应用性质构造备注醋酸纤维酯CA缓释包衣缓控释骨架片直接压片吸湿性差，耐热性好局部或全部羟基乙酰化的纤维素乙酰基的存在使得亲水性下降，水渗透性下降醋酸纤维素酞酸酯CAP肠溶包衣有一定的吸湿

18、性，溶于*些pH6.0的缓冲液一半的羟基被乙酰化，取代度约为1四分之一的羟基被钛酰基酯化有一个游离的羧基1、作为肠溶包衣材料一般在其中参加酞酸二乙酯作为增塑剂增塑剂要经过筛选 选2、在用混合溶剂时，重要的是先要将CAP溶解于溶解度较大的溶剂，然后再参加第二种溶剂；一定要将CAP参加至溶剂中，而不能反过来加羧甲基纤维素钠CMa粘合剂、助悬剂有增粘的特性吸水性强在任何温度的水中均易于分散水溶液在pH 210稳定，在2以下发生沉淀，在10以上溶液粘度迅速下降，通常在 pH 79粘度最大交联羧甲基纤维素钠Ca超级崩解剂直接压片吸水膨胀4-8倍交联后的CMa甲基纤维素MC粘合剂、普通包衣，助悬剂有一定粘

19、性高粘度的MC课改良崩解性乙基纤维素(EC)疏水包衣材料不溶于水水分散体不须有机溶剂羟丙基纤维素HPC38以下易溶于水，热水不溶低取代羟丙基纤维素L-HPC超级崩解剂直接压片不溶于水，但能在水中溶胀5-7倍低取代的HPC羟丙基甲基纤维素HPMCE型用于普通薄膜包衣 K型用于缓释剂型F型用于混悬液粘合剂始发干法粘性，良好的成膜性前两位数字代表甲氧基的大致百分比后两位数字代表羟丙基的大致百分数羟丙基甲基纤维素钛酸酯HPMCP肠溶包衣在以上的缓冲液中能溶解，能溶胀并迅速溶解于小肠上段是将纤维素分子上的一些羟基甲醚化、2-羟丙醚化或邻苯二甲酰酯五、其它天然药用高分子材料名称主要应用性质构造备注阿拉伯胶

20、助悬剂、乳化剂、粘合剂粘性、外表活性剂明胶囊材片剂包衣的隔离层材料。明胶的溶胀和溶解性明胶溶液可因温度降低而形成具有一定硬度、不能流动的凝胶分为酸法明胶A型和碱法明胶B型等电点以上带负电，以下带正电和阿拉伯胶做微囊在等电点时，溶胀吸水量最小瓜尔豆胶助悬剂、粘合剂、崩解剂、增稠剂瓜尔豆胶比淀粉有5-8 倍的增稠应用量为1%-10%壳多糖N-乙酰- 氨基葡萄糖以-1,4-苷键结合而成的一种氨基多糖又称甲壳素、几丁质仅次纤维素的天然来源聚合物脱乙酰壳多糖壳聚糖植入剂生物生理适应性、生物可完全降解性和生物相容性是壳多糖在碱性条件下，脱乙酰基后的水解产物稀释剂、控释制剂载体和膜材手术的缝合材料微囊和微球

21、的囊材药用合成高分子名称主要应用性质构造备注聚丙烯酸PPA聚丙烯酸钠PPA-NaPAA及钠盐的水溶液呈现假塑性流体性交联聚丙烯酸钠巴布剂的基质软膏或乳膏的水性基质吸水机理与其聚电解质性质有关，而非一般的毛细管现象水中不溶但可以溶胀高吸水性树脂卡波沫Carbomer粘合剂、包衣材料、外用基质、乳化剂、增稠剂、助悬剂、缓释控释材卡波沫完全水化时，其部的渗透压使构造破裂降低了凝胶密度，但仍能保持完整性生物粘附剂溶解、溶胀及凝胶特性用碱中和时，在水、醇中逐渐溶解，粘度迅速增大粘性特征乳化及稳定作用分子中存在的大量羧基基团低浓度时形成澄明溶液高浓度时形成具有一定强度和弹性的半透明状凝胶pH12 粘度显著

22、降低pH在6-11之间到达最大粘度或稠度且十分稳定高pH时粘度反而下降：过多的中和剂起抑制解离的作用丙烯酸树脂EudragitE胃溶包衣胃溶型L S肠溶包衣肠溶型RL RS控释包衣渗透型Tg肠溶型渗透型胃溶型与丙烯酸酯比例有关性质-最低成膜温度MFT丙烯酸酯比例越高， MFT越低E丙烯酸酯比例最高RL RS丙烯酸酯比例次之L S丙烯酸酯比例最低丙烯酸酯的作用如同增塑剂RL RS包衣要参加增塑剂聚乙烯醇PVA膜剂的成膜材料、增粘剂具有强的亲水性，溶于热水或冷水中具有良好的成膜性能聚醋酸乙烯醇解PVA特征值：聚合度+醇解度聚维酮PVP粘合剂干粘合剂、包衣材料、增溶剂、固体分散体载体、致孔剂易溶于水

23、交联聚维酮PVPP超级崩解剂吸水膨胀1.52倍乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA植入剂、经皮给药的控释膜或背衬柔韧性好聚乙二醇PEG注射剂溶剂300 400 600栓剂基质4000 6000固体分散体、滴丸基质固态PEG水溶性润滑剂：PEG4000-6000软胶囊稀释剂：PEG300-600具有微弱的外表活性低粘度浊点(昙点)：聚乙二醇水溶液发生混浊或沉淀的温度，亦称沉淀温度。1000以上常温为固体聚氧乙烯蓖麻油衍生物乳化剂、润湿剂、增溶剂外表活性剂昙点泊洛沙姆聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物唯一合成静注用乳化剂亲水基质增溶剂、乳化剂凝胶作用凝胶化作用是泊洛沙姆分子间形成氢键的结果外表活性剂在polo*am

24、er后附以三位数字组成的编号，前二位数为聚氧丙烯链段的分子量，后一位数为聚氧乙烯链段分子量在共聚物中所占比例。昙点二甲基硅油润滑作用抗静电硅膜硅橡胶人工器官生物不降解PLGA聚乳酸羟基乙酸共聚物注射用微球给药系统载体的首选骨架材料生物相容性生物降解性由乳酸LA和羟基乙酸GA经缩聚反响制得亲水性随着聚合物中GA单元数的增加而增加六、药用高分子制品1、压敏胶PSA分类 丙烯酸酯压敏胶国际通用水性丙烯酸酯压敏胶、硅橡胶压敏胶、聚异丁烯类压敏胶我国主要使用 新型压敏胶水凝胶型质量要求 初粘性、剥离强度、剪切强度2、离子交换树脂1 分类阳离子交换树脂：聚合物链上的酸性基团-SO3-、-COO-、- PO

25、32-负电性基团阴离子交换树脂：聚合物链上碱性基团-NH3+、-NH2+、-NH+正电性基团2重要特征参数A、交换容量 离子交换树脂具有的交换反离子的能力，包括聚合物链构造中所有荷电基团或可能荷电基团的总交换能力表示方法n重量交换容量mmol/g干树脂n体积交换容量mmol/ml湿树脂实际有效交换容量取决于 聚合物的聚合度和聚合物的物理构造B、酸碱强度聚合物酸碱强度显著影响树脂载药速度药物从胃肠液中释放的速度C、溶胀度、交联度、粒径、孔隙率3口服药物树脂液体控释系统-特点特点采取特殊浸渍技术和微囊化技术使其不同于一般药物树脂, 在存贮期间及在胃肠道中不发生因树脂膨胀、控释膜破裂而出现药物的崩释

26、现象药物的释放不依赖于肠道的pH 值、酶活性、温度以及胃肠液的体积, 另外, 由于胃肠液中的离子种类及其强度维持恒定, 因此药物在体可以恒定速率释放药物和离子交换树脂形成药物树脂, 可延缓药物在胃肠道的水解, 从而提高药物的稳定性4口服药物树脂液体控释系统-释药机制将带正负电荷的离子型药物与阳阴离子交换树脂反响，生成药物-树脂复合物。复合物口服后，依靠胃肠道中存在的Na+、K+、H+或Cl-等将药物置换出来，释放至胃肠液中而发挥疗效。3、水分散体o以水为分散剂，聚合物以直径约50nm-1.2um的胶状颗粒悬浮的具有良好物理稳定性的非均相系统特点：高固体含量条件下的低粘度性质水分散体包衣的成膜机

27、理与有机溶剂成膜机理比照有机溶剂成膜a有机溶剂聚合物系统包衣时，薄膜形成经历从粘性液体到粘弹性固体的转变b枯燥衣膜的性质取决于聚合物与溶剂的相互作用及溶剂的挥发情况水分散体的成膜过程a水分散体粘着于固体外表后水分不断蒸发使聚合物粒子愈来愈靠近b包围在胶乳粒子外表的水膜不断缩小产生很高的外表力，促进粒子进一步靠近c发生因高分子链中残留能量导致的高分子链自由扩散，在最低成膜温度以上，最终产生粘流现象而发生粒子间的相互融合，形成连续衣膜药品包装用高分子材料1、类型聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚丙乙烯PS、聚对苯二甲酸二甲酯PET、聚碳酸酯PC2、常用助剂a增塑剂 添加到线型聚合物中使其塑

28、性增大的物质称为增塑剂降低Tg邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、乙二醇和甘油类、脂肪酸酯类、环氧类、聚酯类增塑机理：高分子链间相互作用力的减弱非极性增塑剂对非极性高分子的增塑作用：高分子链之间的距离增大。使高分子链之间的作用力减弱，链段间相互作用的摩擦力减弱，原来无法运动的链段能够运动，降低玻璃化温度，使高弹态在较低温度下出现。与体积有关极性增塑剂对极性高分子的增塑作用：极性高分子中极性基团或氢健的作用，在高分子链间出现物理交联点，增塑剂进入高分子链间，增塑剂的极性基团与高分子的极性基团相互作用，破坏了高分子间的物理交联点，使链段运动可以实现与摩尔数有关b稳定剂、抗氧剂、填充剂、硫化机、抗静电剂、润滑剂等制作人：PD. z.