药用高分子材料第四章剖析.ppt

第四章 药用天然高分子材料 药用天然高分子材料的缺点：①性能单一，须化学改性扩大使用范围；②没有稳定的化学结构和分子量，如阿拉伯胶，明胶等。 优点：①无毒，应用安全；②性能稳定；③价格低廉。 第一节 淀粉及其衍生物 一、淀粉 1、来源 淀粉广泛存在于绿色植物的根须和种子中。如玉米、麦和米存在于种子中，马铃薯、甘薯存在于根须中。 优点：无毒无味，价格低廉，来源广泛，供应十分稳定，是最基本的药用辅料之一。 2、化学结构 ①直链淀粉（占20％～25％）：结构单元（D－吡喃环形葡萄糖）以α－1,4苷键连接。直链淀粉由于分子内氢键作用，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（占75％～85％）：由D－吡喃环形葡萄糖聚合而成的分支状淀粉。直链部分为α－1,4苷键，分支处为α－1,6苷键，分子的形状如高梁穗。 3、性质 ①溶解性 淀粉不溶于水，与水亲水性差而分散于水。直链淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散，形成胶体溶液，而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中。淀粉在水中溶解视浓度不同，可分别形成糊、凝胶或溶胶。 ②水解 淀粉在酶或稀酸作用下，逐步水解成一系列产物： 淀粉 各种糊精 麦芽糖 葡萄糖 糊化：淀粉形成均匀糊状溶液的现象称为～。 ③老化 老化：淀粉凝胶经长期放置，会变成不透明甚至发生沉淀现象，称为～。 ④变色 淀粉水溶液＋I2 变蓝 加热颜色褪去 冷却重新显色（深蓝色或紫红色） 4、应用 淀粉在药物制剂中主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂等。 第二节 纤维素 纤维素分子为长链线型高分子化合物，没有分支。它是由结构单元D－吡喃环形葡萄糖以β－1，4苷键构成。 纤维素的一些重要性质： 1、化学反应性 根据纤维素大分子的化学结构，纤维素可进行氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水溶胀、接枝共聚、以及醛基的性质。 2、氢键的作用 结晶区：分子排列紧密，羟基都已形成氢键 非结晶区：少量没有形成氢键的游离羟基可与水分子形成氢键而膨胀 3、吸湿性 纤维素结晶区和无定形区的羟基，基本上是以氢键的形式存在，氢键破裂，生成游离羟基数量多，其吸湿性增加。水的吸着只发生在无定形区。 措施：预先对纤维素物料润胀处理，使分子间氢键断开，游离出羟基，则吸湿性、溶解度、反应速度（如乙酰化）增加。 4、溶胀性（碱液） 纤维素的有限溶胀 结晶区间（无定形区）溶胀 结晶区内溶胀 碱液浓度：增加至某一值，溶胀度最大 溶胀度 温度：成反比 离子半径：成反比 结晶度：成反比 5、机械降解 分子量下降，增大其化学反应能力 6、可水解性 酸水解：苷键对酸不稳定，降低苷键破裂的活化 能，易水解 碱水解：苷键对碱较稳定，须高温下才能水解 第三节 纤维素衍生物概述 一、化学类别 酯类：CA、CAP、CAB 醚类：MC、EC、HPC、HEC 醚酯类：HPMCP、HPMCAS 二、纤维素衍生物性能的影响因素 ①取代基的性质； ②被取代羟基的比例； ③在重复单元中及聚合物中取代基的均匀度； ④链平均长度及衍生物的分子量分布； 三、化学反应性 ①与甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛反应形成缩醛或半缩醛； ②与甲氧基化合物形成醚或次甲基化合物，与环氧化烃类形成聚醚； ③通过pH和温度的改变进行分子内交联，如交联CMCNa； ④与具有特殊性能的合成聚合物化合形成支链纤维素和纤维素接枝化合物。 聚丙烯酸＋纤维素——接枝共聚物——使蛋白质凝结，并形成钙盐 四、玻璃化温度（Tg） 五、溶度参数和表面能 在预测高分子材料性质时，常用到溶度参数和表面能。 六、配伍相容性 聚合物间或聚合物与增塑剂的相容性大多以Tg或软化温度Ts来评估。 ①两者相容，则混合物的Tg将处于两者的Tg之间； ②部分相容，则可能观察到两个Tg（分别为混合物Tg和过量组分的Tg）。 软化点下降系数（Ks）可用于表示聚合物与增塑剂相互的作用对软化点影响的强弱。 七、生物粘附性 1、生物粘附的机理：静电、吸附润湿、互穿、断裂 2、影响生物粘附的因素（极性、分子量） 第四节 药用纤维素衍生物各论 一、甲基纤维素（MC） 1、来源和制法 甲基纤维素是以碱纤维素为原料，与氯甲烷进行醚化而得。 2、性质 ①溶解性 MC溶于冷水而不溶于热水，取代度为2时最易