影响药物溶解度的因素

Factors that Affect the Solubility of Drugs

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译
在制备液体药物时,药物会根据其预期用途溶解在相应的溶剂中。然而,药物的溶解过程会受到以下因素的影响:
  1. 溶质与溶剂之间的作用力
  2. 电子因素
  3. 溶质-溶剂相互作用
  4. 空间位阻因素
  5. 溶质的性质
  6. 溶剂的性质
以下提到了影响药物溶解度的因素;

pH值

弱酸和弱碱是最常见的药物类型。水无法溶解它们或只能微弱地溶解它们,而它们的盐类则可以溶解。除了pH值之外,这些物质的溶解度还受到环境因素的强烈影响。

在文献中,通常会报告药物在蒸馏水中溶解的溶解度常数和解离常数的数值。然而,这些数值并不总是有用的。因为 剂型配方 例如,当酏剂中含有更高比例的固体和助溶剂时,这些数值会有所不同。像酒精和甘油这样的助溶剂的溶解度常数通常较大,而它们的解离常数则会减小。

在调整制剂的pH值时,需要考虑某些关键因素。
  • 制剂是在溶剂的帮助下制备的。
  • 制剂中所需的药物浓度。
  • 产品的稳定性不应受到pH值的影响。
  • 应通过调节pH值来促进生理相容性。
在配制酸性或碱性药物溶液时,必须考虑以下因素。
  • 根据pH值和缓冲成分的不同,具有麻醉作用的药物在化学上是稳定的。
  • 离子化形式和非离子化形式的药物溶解度不同。
  • 该药物在治疗疾病方面的有效性。
选择合适的缓冲液pH值和类型对于在这些变量之间实现适当的平衡至关重要。

缓冲液

为了确保制剂在整个使用期内都能保持稳定的pH值,在供应制剂之前必须先调整其环境的pH值。在某些情况下,pH值可能会发生变化。当这种情况发生时,需要添加缓冲剂来避免pH变化带来的不良影响。选择缓冲剂时应遵循以下标准:
  • pH缓冲液 必须能够使用容量足够的缓冲区进行处理。
  • 缓冲液可能会对最终产品的稳定性产生负面影响。
  • 该缓冲液也必须对预期的应用具有生物安全性。
  • 在添加缓冲液之后,应该可以对产品进行调味和着色处理。
  • 为了确保最终制剂的pH值接近所使用的缓冲液的pH值,该酸的pKa值应与其pH值相近。
硼酸-醋酸、碳酸氢盐-碳酸盐以及 Na2HPO4 - Na2H2PO4 是制药制剂中常用的缓冲系统。

共同偿付能力

有些药物由于溶解度低而无法溶于水。当这些药物溶解在可与水混溶的溶剂中时,它们的溶解度会增加。用于此目的的溶剂被称为助溶剂。这种增加溶解度的过程被称为助溶作用。

机制;原理;作用方式

  • 通过改变溶剂的极性,你可以尝试调整溶液的极性。
  • 当形成一种全新的溶剂混合物时,如果这种混合物的相互作用无法通过单独溶剂成分的相互作用来轻易预测,就会发生这种情况。

那些能溶解在20%乙醇水溶液中的化合物,比那些能溶解在水-乙醇-甘油-山梨醇混合溶剂中的化合物更容易被预测(即其性质和行为更容易预测)。

水溶液在每种溶剂中的溶解度之和通常不等于该溶液在多种溶剂混合物中的溶解度。

辅助用途:助溶剂还可以帮助将挥发油添加到制剂中,从而使制剂具有特定的气味。

最常见的液体口服助溶剂包括乙醇、山梨醇、甘油、糖浆、丙二醇和聚乙二醇(PEGs)。

由于乙醇具有药理作用,在高浓度下会带有灼烧感,并且价格昂贵,因此作为溶剂的使用量被严格控制在最低限度。

介电常数

众所周知,当分子的电荷分布均匀时,它们会按照“相似相溶”的规则相互溶解。极性分子(即电荷分布不对称的分子)可以溶解在极性介质中,而非极性分子则可以溶解在非极性介质中,且不会出现任何异常现象。

介电常数表示分子的极化程度。介电常数决定了材料属于极性、半极性还是非极性类别。

因此,我们应该记住:介电常数并不一定是衡量溶解度的可靠和充分的标准。尽管蔗糖的介电常数为3.3,但它在水中的溶解度仍然非常高。二氧六环(2.26)、矿物油(2.5)和水的介电常数相似,但矿物油和水之间存在本质区别——因为二氧六环是一种可混溶的液体。

由于水的介电常数较高,当温度升高时,水的溶解度会增加。然而,水的介电常数会随着温度的升高而降低。因此,不能仅通过介电常数和温度来确定溶解度。

将两种溶剂混合后,所得到的介电常数会介于这两种溶剂单独时的介电常数之间。即使两种溶剂的介电常数相同,它们的溶剂性质也可能不同。例如,70%(重量比)的乙醇与40%(重量比)的蔗糖的介电常数非常接近(蔗糖的介电常数为59.9),但这两种溶剂的溶剂性质仍然存在差异。因此,介电常数只能粗略反映溶剂的性质,以及极性和非极性化合物在该溶剂中的溶解程度。

溶解度提升;增溶

为了提高那些水溶性较差的药物的溶解度,可以采用增溶技术。增溶是指将难溶的溶质分子与水基洗涤剂或表面活性剂溶液中的分子进行相互作用,从而形成热力学上稳定的溶液。

当表面活性剂以低浓度添加到液体中时,其分子往往会朝向空气-液体的界面排列。随着表面活性剂浓度的增加,这些分子会被迫进入液体的主体部分;当表面活性剂浓度进一步升高时,液体会开始形成胶束。胶束的形成发生在特定的表面活性剂浓度下,这个浓度被称为“临界胶束浓度”(Critical Micelle Concentration, CMC)。

溶化作用是由于胶束包裹或吸附溶质分子而发生的。因此,表面活性剂必须达到或超过其临界胶束浓度(CMC)。通常,用于口服产品的表面活性剂是聚山梨酯类物质。

翻译结果: **"Out-of-Specification (OOS)"** **"超规格(OOS)"**
  1. 当与肥皂溶液和甲酚结合时,增加的CMC(细胞壁物质)形成能够提高甲酚的溶解度。
  2. 与纯水相比,含水肥皂溶液中可溶解的胆固醇含量更高。

**络合**

在溶液中,有机化合物通常会相互结合。在任何溶剂和任何温度下,每种物质都具有特定且可重复的平衡溶解度。一旦这种固有的溶解度发生偏差,就说明溶液中形成了新的物质(复合物),从而导致溶液的不稳定。

不溶性化合物与可溶性成分之间的相互作用可以生成可溶性复合物。碘溶液就是一个典型的例子:当可溶性的碘(I2)与另一种可溶性的碘(I2)发生反应时,就会形成可溶性的KI2复合物。

弱酸或弱碱性化合物的总溶解度等于未 dissociated(未电离)化合物的固有溶解度加上其 dissociation(电离)浓度。如果该化合物形成了复合物,那么该化合物在溶液中的溶解度等于主要化合物在溶液中的固有溶解度加上溶液中该复合物的浓度。通过这种方法提高化合物溶解度的过程必须满足某些标准,例如可逆性、可电离性以及活性成分的释放能力;否则,该化合物将失去效力。

水文地理学

一般来说,"肥大"(hypertrophy)指的是由于添加剂浓度较高,导致不同成分在水中的溶解度增加的现象。

机制:溶质与亲水剂之间的弱相互作用会导致复合物的形成。

限制;局限性
  • 为了达到这种效果,需要使用大量的添加剂(20%到50%之间)。
  • 仅仅提高溶解度是无法产生这种效果的。
  • 其中一些配料是具有生物活性的化合物,或者其生物特性尚不明确。
示例 -
  • 苯甲酸钠能够提高咖啡因的溶解度。
  • 茶碱在醋酸钠中的溶解度更高。
  • 此外,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)能够提高碘的溶解度。
  • 苯甲酸钠的溶液能够提高苯甲酸的溶解度。

药物的化学修饰

通过化学改性,那些溶解度较差的药物可以变得更容易溶解。

例如:在水中,倍他米松醇的溶解度为5.8毫克/100毫升(室温下)。对于经过化学改性的药物——倍他米松醇21磷酸二钠,其溶解度为每100毫升水中含有10克该成分。

**局限性**:与母体化合物一样,经过化学修饰的药物也必须接受同样全面的测试程序,包括生物活性研究、急性和慢性毒性测试、药效学评估以及临床研究。这一漫长且昂贵的过程需要投入大量的时间和资金。因此,只有在没有其他选择的情况下,才应考虑采用这种修改方法。

温度

随着温度的升高,许多药物和添加剂的溶解度会增加。

盐析法

当向有机化合物的水溶液中添加过量的盐分时,这些有机化合物可能会发生沉淀或分离。这种现象被称为“盐析作用”,其发生原因是水分子与盐分子争夺溶解在溶液中的机会。在盐析作用的强度方面,离子的大小和性质起着关键作用。

**插手;干预;趁火打劫**

这是一种通过添加盐来提高有机化合物溶解度的过程。例如,当水中含有盐分时,球蛋白(蛋白质)会变得可溶于水。

粒径

如果…… 粒径 当颗粒大小减小到亚微米级别以下时,该物质会变得不溶;同时,其溶解度会降低约10%。由于小颗粒具有更高的表面自由能,因此它们的溶解度较低。

溶剂分子的分子大小

水的大部分溶剂特性源于其微小的分子尺寸。那些与水具有相似性质的液体,如极性、介电常数和氢键能力,可能不适合用于离子化合物的溶解。液态分子的体积比水分子大得多,因此存在这种尺寸差异。这些液态分子难以渗透并溶解晶体。

溶质分子的分子大小

物质的溶解度受其形状的影响。水分子的结构非常适合氨分子,因此氨在水中的溶解度非常高。分子的形状对其在特定溶剂中的溶解度有显著影响,这主要是由于熵的作用。

大分子

这些化合物的分子量范围从10,000到数百万不等。PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、咔唑、酶、血浆蛋白和天然多糖就是一些例子。大分子的溶解度受到离子性质、分子量、形状、pH值、温度以及盐分添加的影响。在低浓度下,水溶液会表现出黏性并形成凝胶。由于这些特性,大分子被广泛用于增稠和悬浮制剂。


📌 本文由 AI 翻译自 pharmaguideline.com,仅供内部参考查看英文原文