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增加藥物溶解度的方法是什么(增加藥物溶解度的方法)
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影響藥物溶解度的因素及增加藥物溶解度的方法
1.藥物溶解度與分子結構 藥物在溶劑中的溶解度是藥物分子與溶劑分子間相互作用的結果。若藥物分子間的作用力大于藥物分子與溶劑分子間作用力則藥物溶解度小;反之,則溶解度大,即“相似相溶”。
氫鍵對藥物溶解度影響較大。在極性溶劑中,如果藥物分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶解度增大。如果藥物分子形成分子內氫鍵,則在極性溶劑中的溶解度減小,而在非極性溶劑中的溶解度增大。
有機弱酸弱堿藥物制成可溶性鹽可增加其溶解度。將含堿性基團的藥物如生物堿,加酸制成鹽類,可增加在水中溶解度;將酸性藥物加堿制成鹽增加水中溶解度,如乙酸水楊酸制成鈣鹽在水中溶解度增大,且比鈉鹽穩定。
難溶性藥物分子中引入親水基團可增加在水中的溶解度。如維生素K3不溶于水,分子中引入-SO3HNa則成為維生素K3亞硫酸氫鈉,可制成注射劑。
2.溶劑化作用與水合作用 藥物離子的水合作用與離子性質有關,陽離子和水之間的作用力很強,以至于陽離子周圍保持有一層水。離子大小以及離子表面積是水分子極化的決定因素。離子的水合數目隨離子半徑增大而降低,這是由于半徑增加,離子場減弱,水分子容易從中心離子脫離。一般單價陽離子結合4個水分子。藥物的溶劑化會影響藥物在溶劑中的溶解度。
3.粒子大小的影響 對于可溶性藥物,粒子大小對溶解度影響不大,而對于難溶性藥物,粒子半徑大于2000nm時粒徑對溶解度無影響,但粒子大小在0.1~100nm時溶解度隨粒徑減小而增加。Ostwald-Freundlich方程是描述難溶性藥物的溶解度與粒子大小的定量關系,是在-定溫度下用熱力學的方法導出。(見第二章第六節)。
4.溫度的影響 溫度對溶解度影響取決于溶解過程是吸熱ΔHs>0,還是放熱ΔHs<0。當ΔHs>0時,溶解度隨溫度升高而升高;如果ΔHs<0時,溶解度隨溫度升高而降低。
5.pH值與同離子效應
(1)pH值的影響:多數藥物為有機弱酸、弱堿及其鹽類,這些藥物在水中溶解度受pH值影響很大。
(2)同離子效應:若藥物的解離型或鹽型是限制溶解的組分,則其在溶液中的相關離子的濃度是影響該藥物溶解度大小的決定因素。一般向難溶性鹽類飽和溶液中,加入含有相同離子化合物時,其溶解度降低,這是由于同離子效應的影響。如許多鹽酸鹽類藥物在0.9%氯化鈉溶液中的溶解度比在水中低。
6.混合溶劑的影響 混合溶劑是指能與水任意比例混合、與水分子能以成氫鍵結合、能增加難溶性藥物溶解度的那些溶劑。如乙醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇等可與水組成混合溶劑。如洋地黃毒苷可溶于水和乙醇的混合溶劑中。藥物在混合溶劑中的溶解度,與混合溶劑的種類、混合溶劑中各溶劑的比例有關。藥物在混合溶劑中的溶解度通常是各單一溶劑溶解度的相加平均值,但也有高于相加平均值的。在混合溶劑中各溶劑在某一比例時,藥物的溶解度比在各單純溶劑中溶解度出現極大值,這種現象稱為潛溶(cosolvency),這種溶劑稱為潛溶劑(cosolvent)。如苯巴比妥在90%乙醇中有最大溶解度。
潛溶劑提高藥物溶解度的原因,一般認為是兩種溶劑間發生氫鍵締合,有利于藥物溶解。另外,潛溶劑改變了原來溶劑的介電常數。如乙醇和水或丙二醇和水組成的潛溶劑均降低了溶劑的介電常數,增加了對非解離藥物的溶解度。一個好的潛溶劑的介電常數一般是25~80。
選用溶劑時,無論采用何種給藥途徑,必須考慮其毒性。如果是注射給藥還要考慮生理活性、刺激性、溶血、降壓、過敏等。常與水組成潛溶劑的有:乙醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇等。如醋酸去氫皮質酮注射液等,以水-丙二醇為溶劑。
7.添加物的影響
(1)加入助溶劑:助溶(hydrotropy)系指難溶性藥物與加入的第三種物質在溶劑中形成可溶性絡合物、復鹽或締合物等,以增加藥物在溶劑(主要是水)中的溶解度,這第三種物質稱為助溶劑。助溶劑可溶于水,多為低分子化合物(不是表面活性劑),可與藥物形成絡合物。如碘在水中溶解度為1:2950,如加適量的碘化鉀,可明顯增加碘在水中溶解度,能配成含碘5%的水溶液。碘化鉀為助溶劑,增加碘溶解度的機理是KI與碘形成分子間的絡合物KI3。
常用的助溶劑可分為兩大類:一類是某些有機酸及其鈉鹽,如苯甲酸鈉、水楊酸鈉、對氨基苯甲酸鈉等;另一類為酰胺類化合物,如烏拉坦、尿素、煙酰胺、乙酰胺等。
助溶劑的助溶劑機理復雜,有些至今尚不清楚。因此,關于助溶劑的選擇尚無明確的規律可循,一般只能根據藥物性質,選用與其能形成水溶性絡合物、復鹽或締合物的物質,它們可以被吸收或者在體液中能釋放出藥物,以便藥物的吸收。常見難溶性藥物及其應用的助溶劑見表9-4。
表9-4 常見的難溶性藥物與其應用的助溶劑
藥物 助 溶 劑
碘 碘化鉀,聚乙烯吡咯烷酮
咖啡因 苯甲酸鈉,水楊酸鈉,對氨基苯甲酸鈉,枸櫞酸鈉,煙酰胺
可可豆堿 水楊酸鈉,苯甲酸鈉,煙酰胺
茶堿 二乙胺,其他脂肪族胺,煙酰胺,苯甲酸鈉
鹽酸奎寧 烏拉坦,尿素
核黃素 苯甲酸鈉,水楊酸鈉,煙酰胺,尿素,乙酰胺,烏拉坦
安絡血 水楊酸鈉,煙酰胺,乙酰胺
氫化可的松 苯甲酸鈉,鄰、對、間羥苯甲酸鈉,二乙胺,煙酰胺
鏈霉素 蛋氨酸,甘草酸
紅霉素 乙酰琥珀酸酯,Vc
新霉素 精氨酸
(2)加入增溶劑:增溶是指某些難溶性藥物在表面活性劑的作用下,在溶劑中溶解度增大并形成澄清溶液的過程。具有增溶能力的表面活性劑稱增溶劑,被增溶的物質稱為增溶質。對于以水為溶劑的藥物,增溶劑的最適HLB值為15~18。常用的增溶劑為聚山梨酯類和聚氧乙烯脂肪酸酯類等。每1克增溶劑能增溶藥物的克數稱增溶量。許多藥物,如揮發油、脂溶性維生素、甾體激素類、生物堿、抗生素類等均可用此法增溶。
表面活性劑之所以能增加難溶性藥物在水中的溶解度,是表面活性劑在水中形成“膠束”的結果。由于膠束的內部與周圍溶劑的介電常數不同,難溶性藥物根據自身的化學性質,以不同方式與膠束相互作用,使藥物分子分散在膠束中。例如非極性分子苯、甲苯等可溶解于膠束的非極性中心區;具有極性基團而不溶于水的藥物,如水楊酸等,在膠束中定向排列,分子中的非極性部分插入膠束的非極性中心區,其極性部分則伸入膠束的親水基團方向;對于極性基團占優勢的藥物,如對羥基苯甲酸,則完全分布在膠束的親水基之間。
增溶劑不僅可增加難溶性藥物溶解度,而且制得的增溶制劑,穩定性較好:①可防止藥物被氧化,因為藥物嵌入到膠束中與空氣隔絕而受到了保護;②防止藥物的水解,可能是因為膠束上的電荷排斥或膠束阻礙了催化水解的H+或OH-接近藥物之故。
影響增溶的因素有:①增溶劑的種類:分子量不同而影響增溶效果,如對于強極性或非極性藥物同系物的碳鏈愈長,非離子型增溶劑的HLB值愈大,其增溶效果也愈好,但對于極性低的藥物,結果恰好相反;②藥物的性質:增溶劑的種類和濃度一定時,同系物藥物的分子量愈大,增溶量愈小;③加入順序:用聚山梨酯80或聚氧乙烯脂肪酸酯等為增溶劑時,對維生素A棕櫚酸酯進行增溶試驗證明,如將增溶劑先溶于水再加入藥物,則藥物幾乎不溶;如先將藥物與增溶劑混合,然后再加水稀釋則能很好溶解;④增溶劑的用量:溫度一定時,加入足夠量的增溶劑,可得到澄清溶液,稀釋后仍然保持澄清。若配比不當則得不到澄清溶液,或在稀釋時變為混濁。增溶劑的用量應通過實驗確定。
本文到此講解完畢了,希望對大家有幫助。