هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو بوليمر اصطناعي مشتق من السليلوز ويستخدم عادة كمثخن ومستحلب ومثبت في صناعات مختلفة مثل الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل. HMPC هو مشتق هيدروكسي بروبيل من ميثيل السليلوز (MC)، وهو إيثر سليلوز غير أيوني قابل للذوبان في الماء ويتكون من وحدات السليلوز الميثوكسيلية والهيدروكسي بروبيلية. يستخدم HMPC على نطاق واسع كسواغ في المستحضرات الصيدلانية بسبب عدم سميته، وتوافقه الحيوي، وقابليته للتحلل الحيوي.
الخصائص الكيميائية HMPC:
تعزى الخواص الكيميائية لـ HMPC إلى وجود مجموعات الهيدروكسيل والإيثر في تركيبها الجزيئي. يمكن تشغيل مجموعات الهيدروكسيل من السليلوز من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة، مثل الأثير، والأسترة، والأكسدة، لإدخال مجموعات وظيفية مختلفة في العمود الفقري للبوليمر. يحتوي HMPC على كل من مجموعات الميثوكسي (-OCH3) والهيدروكسي بروبيل (-OCH2CHOHCH3)، والتي يمكن التحكم فيها لتوفير خصائص مختلفة مثل الذوبان واللزوجة والجيل.
HMPC قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء، ويشكل محاليل شفافة ولزجة بتركيزات منخفضة. يمكن تغيير لزوجة محاليل HMPC عن طريق ضبط درجة الاستبدال (DS) لمجموعات الهيدروكسي بروبيل، والتي تحدد عدد مواقع الهيدروكسيل المعدلة لكل وحدة جلوكوز. كلما ارتفع DS، انخفضت قابلية الذوبان وارتفعت لزوجة محلول HMPC. يمكن استخدام هذه الخاصية للتحكم في إطلاق المكونات النشطة من التركيبات الصيدلانية.
يُظهر HMPC أيضًا سلوكًا كاذبًا، مما يعني أن اللزوجة تقل مع زيادة معدل القص. هذه الخاصية تجعله مناسبًا كمكثف للتركيبات السائلة التي تحتاج إلى تحمل قوى القص أثناء المعالجة أو التطبيقات.
يعتبر HMPC مستقرًا حراريًا حتى درجة حرارة معينة، والتي يبدأ عندها في التحلل. تعتمد درجة حرارة تحلل HMPC على DS وتركيز البوليمر في المحلول. تم الإبلاغ عن أن نطاق درجة حرارة التحلل لـ HMPC يتراوح بين 190-330 درجة مئوية.
توليف همبك:
يتم تصنيع HMPC عن طريق تفاعل أثير السليلوز مع أكسيد البروبيلين وأكسيد الميثيلين في وجود محفز قلوي. يتم التفاعل على خطوتين: أولاً، يتم استبدال مجموعات ميثيل السليلوز بأكسيد البروبيلين، ثم يتم استبدال مجموعات الهيدروكسيل أيضًا بأكسيد ميثيل إيثيلين. يمكن التحكم في DS لـ HMPC عن طريق ضبط النسبة المولية لأكسيد البروبيلين إلى السليلوز أثناء عملية التوليف.
يتم التفاعل عادةً في وسط مائي عند درجة حرارة وضغط مرتفعين. عادة ما يكون المحفز الأساسي هو هيدروكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم، مما يعزز تفاعل مجموعات هيدروكسيل السليلوز تجاه حلقات الإيبوكسيد لأكسيد البروبيلين وأكسيد ميثيل إيثيلين. يتم بعد ذلك تحييد منتج التفاعل وغسله وتجفيفه للحصول على منتج HMPC النهائي.
يمكن أيضًا تصنيع HMPC عن طريق تفاعل السليلوز مع أكسيد البروبيلين والإبيكلوروهدرين في وجود محفزات حمضية. تُستخدم هذه الطريقة، المعروفة باسم عملية الإبيكلوروهيدرين، لإنتاج مشتقات السليلوز الكاتيونية، ذات الشحنة الموجبة بسبب وجود مجموعات الأمونيوم الرباعية.
ختاماً:
HMPC عبارة عن بوليمر متعدد الوظائف يتمتع بخصائص كيميائية ممتازة ومناسبة لمختلف التطبيقات في مختلف الصناعات. يتضمن تخليق HMPC تفاعل أثير السليلوز مع أكسيد البروبيلين وأكسيد الميثيلين في وجود محفز قلوي أو محفز حمضي. يمكن ضبط خصائص HMPC عن طريق التحكم في DS وتركيز البوليمر. إن سلامة HMPC وتوافقه الحيوي تجعله خيارًا مناسبًا للتركيبات الصيدلانية.
وقت النشر: 18 سبتمبر 2023