
【化】 ionic micelle
ion
【化】 ion
【医】 ion
【化】 micelle; supermolecule
离子胶束(Ionic Micelle)是指由表面活性剂分子在溶液中自组装形成的聚集体,其表面带有净电荷。这类胶束的形成依赖于表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度(CMC),其亲水头基在水中电离,导致胶束整体带电。根据电荷性质可分为阳离子胶束(带正电)和阴离子胶束(带负电),在化学、生物及工业领域有广泛应用。
结构特征
离子胶束由两亲性分子(含亲水头和疏水尾)组成。当浓度超过CMC时,疏水尾向内聚集形成内核,亲水头(如季铵盐或磺酸基)向外电离,形成带电外壳。例如,十二烷基硫酸钠(SDS)形成阴离子胶束,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)形成阳离子胶束。
临界胶束浓度(CMC)
公式表示为:
$$ text{CMC} = k cdot e^{-Delta G_m / RT} $$
其中 (Delta G_m) 为胶束化自由能,受温度、电解质浓度影响。离子胶束的CMC通常高于非离子胶束,因电荷排斥需更高浓度克服能垒。
类型 | 亲水头基示例 | 常见化合物 |
---|---|---|
阴离子胶束 | 磺酸基(-SO₃⁻) | SDS, 十二烷基苯磺酸钠 |
阳离子胶束 | 季铵盐(-N⁺(CH₃)₃) | CTAB, 溴化十六烷基吡啶 |
疏水内核可包裹非极性物质(如药物、染料),提升其水溶性。例如,SDS胶束增溶布洛芬用于药剂制备。
带电界面加速亲核取代等反应,如CTAB胶束催化酯水解,速率提高10²–10³倍。
作为细胞膜简化模型,研究膜蛋白相互作用及药物传递机制(如脂质体载药系统)。
离子胶束是由离子型表面活性剂在溶液中形成的分子有序聚集体,其结构和性质与表面活性剂的类型及浓度密切相关。以下是详细解释:
如需进一步了解胶束的数学模型或具体应用场景,可参考相关文献或化学教材。
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