y Malik Abdul Rub 1,2 , Farah Khan 3 , Dileep Kumar 4 and Abdullah M. Asiri 1,2 Study of Mixed Micelles of Promethazine Hydrochloride (PMT) and Nonionic Surfactant (TX-100) Mixtures at Different Temperatures and Compositions Herein, we have investigated the interaction between a pheno- thiazine drug promethazine hydrochloride (PMT) and nonionic surfactant t-octylphenoxypolyethoxyethanol (TX-100) in aque- ous solutions using a conductometric technique at different temperatures and compositions. The evaluated critical micelle concentration (cmc) values are lower than cmc id values suggest- ing attractive interactions of mixed micelles components. It is observed that with the increase in temperature, the cmc value increases first and after the value decreases at higher tempera- ture. At 298.15 K, the maximum cmc values were attained in pre- sence or absence of TX-100. The bulk properties of solution were studied by means of different theoretical models reported in the literature such as Clint, Rubingh, Motomura, and Rodenas for explanation and comparison of results of different binary mixtures of the drug and TX-100. The negative values of interac- tion parameter (b) obtained from the regular solution theory (RST) recommend synergistic interactions. Activity coefficients (f 1 and f 2 ) calculated by all theoretical models used herein were obtained to be always below unity indicating nonideality in all binary mixtures. Thermodynamic parameters (like standard Gibbs energy (DG8 m ), enthalpy (DH8 m ), and entropy (DS8 m )) are also evaluated which propose dehydration of hydrophobic portion of the drug at higher temperatures. The above results obtained may be helpful in model drug delivery systems. Key words: Phenothiazine drug, Promethazine hydrochloride (PMT), Critical micelle concentration, Conductivity, Interaction parameter Untersuchung der Mischmizellen aus Promethazinhydro- chlorid (PMT) und einem nichtionischen Tensid (TX-100) bei verschiedenen Temperaturen und Zusammensetzun- gen. Wir untersuchten die Wechselwirkungen zwischen dem Phenothiazinwirkstoff Promethazinhydrochlorid (PMT) und dem nicht-ionischen Tensid t-Octylphenoxypolyethoxyethanol (TX-100) in wässrigen Lösungen mittels Konduktometrie bei ver- schiedenen Temperaturen und Zusammensetzungen. Die be- stimmten kritischen Mizellenbildungkonzentrationen (cmc) sind alle niedriger als die idealen cmc-Werte, was auf anziehende Wechselwirkungen der Komponenten in den Mischmizellen hin- deutet. Es wurde festgestellt, dass mit zunehmender Temperatur die kritischen Mizellenbildungkonzentrationen zunächst auch ansteigen, dann aber bei höheren Temperaturen wieder abnah- men. Bei 298,15 K wurde sowohl in An- als auch in Abwesenheit von TX-100 eine maximale cmc erhalten. Die Bulkeigenschaften der Lösungen wurden mittels verschiedener theoretischer Mo- delle wie den von Clint, von Rubingh, von Motomura, und von Rodenas untersucht, um die Ergebnisse für die verschiedenen binären Mischungen aus dem Wirkstoff und TX-100 zu verglei- chen und zu erklären. Die negativen Wechselwirkungeparame- ter (b), die mit der Regulären Lösungstheorie (RST) bestimmt wurden, weisen auf synergistische Wechselwirkungen hin. Die Aktivitätskoeffizienten (f 1 and f 2 ), die mit allen o. g. theoreti- schen Modellen berechnet wurden, waren immer kleiner als eins, was nicht-ideales Verhalten bei allen binären Mischungen anzeigt. Die thermodynamischen Parameter (Standard-Gibbs- Energie (DG8 m ), Enthalpie (DH8 m ), und Entropie (DS8 m )) wurden ebenfalls berechnet. Die Ergebnisse deuten auf eine Dehydra- tion des hydrophoben Anteils des PTM bei höheren Temperatu- ren hin. Die obigen Ergebnisse können für Modellsysteme der Wirkstoffzuführung nützlich sein. Stichwörter: Phenothiazinwirkstoff, Promethazinhydrochlorid (PMT), kritische Mizellenbildungskonzentration, Leitfähigkeit, Wechselwirkungsparameter 1 Introduction Amphiphilic molecules (nonionic, ionic or zwitterionic) are able to form supramolecular assemblies beyond a certain concentration recognized as critical micelle concentration [1]. Amphiphilic molecules such as surfactants (surface ac- tive agent) have more or less a great impact on all aspects of our daily life [2 – 4]. They are widely used in many phys- ical, chemical, pharmaceutical and technological processes due to their physicochemical properties at interfaces and in bulk of their solutions [1]. In biological sciences, the surface active agents are used as surfactants utilized in technical systems to defeat solubility problems, as emulsifiers, as dis- persants to alter surfaces property. Also, surfactants have various applications in many more advanced technologies for example in nanolithography, biomineralization, drug delivery, and so on [5–11]. As most of the drugs particularly those with the local an- esthetic, tranquillizing, antidepressant and antibiotic actions are amphiphilic in nature and are capable of forming mi- celles at concentrations which they do not attain in vivo. It is more likely that it is their surface-active characteristics which are more imperative biologically, although the ten- dency of the molecules to form associations by hydrophobic bonding will manifest itself [1]. These types of compounds self-associate in water with 8 to 10 monomers [1]. In the most cases, the pharmacological activity of drugs appears well below the cmc where aggregation is negligible [12]. On PHYSICAL CHEMISTRY 236 ª Carl Hanser Publisher, Munich Tenside Surf. Det. 52 (2015) 3 1 Chemistry Department, King Abdulaziz University, Jeddah-21589, Saudi Arabia 2 Center of Excellence for Advanced Materials Research, King Abdulaziz Univer- sity, Jeddah-21589, Saudi Arabia 3 Department of Chemistry, Aligarh Muslim University, Aligarh-202 002, India 4 Faculty of Science, Universiti Tunku Abdul Rahman, 31900Kampar, Perak, Malaysia Tenside Surfactants Detergents downloaded from www.hanser-elibrary.com by Carl Hanser Verlag on May 29, 2015 For personal use only.