Hidroksipropil metil selüloz asetat və propionatın sintezi

Xammal kimi hidroksipropil metilselülozdan (HPMC), esterləşdirmə agentləri kimi sirkə anhidridindən və propionik anhidriddən istifadə edilərək, piridində esterləşmə reaksiyası hidroksipropil metilselüloz asetat və hidroksipropil metilselüloz Selüloz propionatı hazırladı. Sistemdə istifadə olunan həlledicinin miqdarı dəyişdirilərək daha yaxşı xassələrə və əvəzetmə dərəcəsinə malik məhsul əldə edilmişdir. Əvəzetmə dərəcəsi titrləmə üsulu ilə müəyyən edildi və məhsul xarakterizə edildi və performans üçün sınaqdan keçirildi. Nəticələr reaksiya sisteminin 110-da reaksiya verdiyini göstərdi°C-də 1-2,5 saat müddətində saxlanılır və reaksiyadan sonra çöküntü kimi deionlaşdırılmış su istifadə edilir və əvəzetmə dərəcəsi 1-dən çox olan (nəzəri əvəzetmə dərəcəsi 2 idi) toz halında məhsullar əldə edilə bilər. Etil ester, aseton, aseton/su və s. kimi müxtəlif üzvi həlledicilərdə yaxşı həll olur.

Açar sözlər: hidroksipropil metilselüloz; hidroksipropil metilselüloz asetat; hidroksipropil metilselüloz propionat

Hidroksipropilmetilselüloz (HPMC) qeyri-ion polimer birləşməsidir və geniş istifadə sahəsinə malik sellüloz efiridir. Mükəmməl kimyəvi əlavə kimi, HPMC tez-tez müxtəlif sahələrdə istifadə olunur və "sənaye monosodium glutamat" adlanır. Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) yalnız yaxşı emulsiyalaşdırıcı, qalınlaşdırıcı və bağlama funksiyalarına malik deyil, həm də nəm saxlamaq və kolloidləri qorumaq üçün istifadə edilə bilər. Qida, tibb, üzlük, tekstil və kənd təsərrüfatı kimi bir çox sahədə geniş istifadə olunur. . Hidroksipropil metilselülozun modifikasiyası onun bəzi xassələrini dəyişdirə bilər ki, müəyyən bir sahədə daha yaxşı istifadə oluna bilsin. Onun monomerinin molekulyar formulu C10H18O6-dır.

Son illərdə hidroksipropil metilselüloz törəmələri üzərində aparılan tədqiqatlar tədricən qaynar nöqtəyə çevrilmişdir. Hidroksipropil metilselülozun modifikasiyası ilə müxtəlif xüsusiyyətlərə malik müxtəlif törəmə birləşmələr əldə edilə bilər. Məsələn, asetil qruplarının tətbiqi tibbi örtük filmlərinin elastikliyini dəyişə bilər.

Hidroksipropil metilselülozun modifikasiyası adətən qatılaşdırılmış sulfat turşusu kimi bir turşu katalizatorunun iştirakı ilə həyata keçirilir. Təcrübədə adətən həlledici kimi sirkə turşusundan istifadə edilir. Reaksiya şərtləri çətin və vaxt aparır və nəticədə əldə edilən məhsul aşağı dərəcədə əvəzetmə dərəcəsinə malikdir. (1-dən az).

Bu yazıda hidroksipropil metilselüloz asetat və hidroksipropil metilselüloz propionat hazırlamaq üçün hidroksipropil metilselülozu dəyişdirmək üçün esterifikasiya agentləri kimi sirkə anhidrid və propion anhidriddən istifadə edilmişdir. Həlledici seçimi (piridin), həlledicinin dozası və s. kimi şərtləri tədqiq etməklə, nisbətən sadə üsulla daha yaxşı xassələrə və əvəzetmə dərəcəsinə malik məhsulun əldə oluna biləcəyinə ümid edilir. Bu yazıda, eksperimental tədqiqat vasitəsilə, toz çöküntüsü və 1-dən çox əvəzetmə dərəcəsi olan hədəf məhsul əldə edilmişdir ki, bu da hidroksipropil metilselüloz asetat və hidroksipropil metilselüloz propionatın istehsalı üçün bəzi nəzəri rəhbərliyi təmin etmişdir.

1. Eksperimental hissə

1.1 Materiallar və reagentlər

Əczaçılıq dərəcəli hidroksipropil metilselüloz (KIMA CHEMICAL CO.,LTD, 60HD100, metoksil kütlə payı 28%-30%, hidroksipropoksil kütlə payı 7%-12%); sirkə anhidrid, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; Propionik anhidrid, AR, Qərbi Asiya Reagenti; Pyridine, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; metanol, etanol, efir, etil asetat, aseton, NaOH və HCl analitik cəhətdən təmizdir.

KDM termostatlı elektrik istilik mantiyası, JJ-1A sürət ölçən rəqəmsal displeyli elektrik qarışdırıcı, NEXUS 670 Fourier transform infraqırmızı spektrometr.

1.2 Hidroksipropil metilselüloz asetatın hazırlanması

Üç boyunlu kolbaya müəyyən miqdar piridin əlavə edildi, sonra 2,5 q hidroksipropil metilselüloz əlavə edildi, reaksiya verən maddələr bərabər şəkildə qarışdırıldı və temperatur 110 ° C-ə qaldırıldı.°C. 4 mL sirkə anhidrid əlavə edin, 110-da reaksiya verin°C 1 saat ərzində qızdırmağı dayandırın, otaq temperaturuna qədər soyudun, məhsulu çökdürmək üçün çox miqdarda deionlaşdırılmış su əlavə edin, emişlə süzün, eluat neytral olana qədər bir neçə dəfə deionlaşdırılmış su ilə yuyun və məhsulu qurudun.

1.3 Hidroksipropil metilselüloz propionatın hazırlanması

Üçboyunlu kolbaya müəyyən miqdar piridin əlavə edildi və sonra 0,5 q hidroksipropil metilselüloz əlavə edildi, reaksiya verən maddələr bərabər şəkildə qarışdırıldı və temperatur 110 ° C-ə qaldırıldı.°C. 1,1 ml propionik anhidrid əlavə edin, 110-da reaksiya verin°C 2,5 saat, qızdırmağı dayandırın, otaq temperaturuna qədər soyudun, məhsulu çökdürmək üçün çox miqdarda deionlaşdırılmış su əlavə edin, sorma ilə süzün, eluat orta xüsusiyyət olana qədər bir neçə dəfə deionlaşdırılmış su ilə yuyun, məhsulu quru yerdə saxlayın.

1.4 İnfraqırmızı spektroskopiyanın təyini

Hidroksipropil metilselüloz, hidroksipropil metilselüloz asetat, hidroksipropil metilselüloz propionat və KBr müvafiq olaraq qarışdırıldı və üyüdüldü və sonra infraqırmızı spektri müəyyən etmək üçün tabletlərə sıxıldı.

1.5 Əvəzetmə dərəcəsinin təyini

0,5 mol/L konsentrasiyası olan NaOH və HCl məhlullarını hazırlayın və dəqiq konsentrasiyanı təyin etmək üçün kalibrləmə aparın; 0,5 q hidroksipropilmetilselüloz asetat (hidroksipropilmetilselüloz propion turşusu esteri) 250 mL Erlenmeyer kolbasında çəkin, 25 mL aseton və 3 damcı fenolftalein indikatoru əlavə edin, yaxşıca qarışdırın, sonra 25 mL Natriotid məhlulu əlavə edin və elektromaqnitlə qarışdırın. 2 saat; məhlulun qırmızı rəngi yox olana qədər HCI ilə titr edin, istehlak edilmiş xlorid turşusunun həcmini V1 (V2) qeyd edin; hidroksipropil metilselülozun istehlak etdiyi xlorid turşusunun V0 həcmini ölçmək üçün eyni üsuldan istifadə edin və əvəzetmə dərəcəsini hesablayın.

1.6 Həlledicilik təcrübəsi

Müvafiq miqdarda sintetik məhsul götürün, onları üzvi həllediciyə əlavə edin, bir az silkələyin və maddənin həllini müşahidə edin.

2. Nəticələr və Müzakirə

2.1 Piridin (həlledici) miqdarının təsiri

Müxtəlif miqdarda piridinin hidroksipropilmetilselüloz asetatın və hidroksipropilmetilselüloz propionatın morfologiyasına təsiri. Həlledicinin miqdarı az olduqda, makromolekulyar zəncirinin uzanma qabiliyyətini və sistemin özlülüyünü azaldacaq, beləliklə reaksiya sisteminin esterləşmə dərəcəsi azalacaq və məhsul böyük bir kütlə şəklində çökəcəkdir. Həlledicinin miqdarı çox az olduqda, reaktivin bir parça halına gəlməsi və qabın divarına yapışması asan olur ki, bu da reaksiyanın aparılması üçün əlverişsiz deyil, həm də reaksiyadan sonra müalicəyə böyük narahatlıq yaradır. . Hidroksipropil metilselüloz asetatın sintezində istifadə olunan həlledicinin miqdarı 150 mL/2 g olaraq seçilə bilər; hidroksipropil metilselüloz propionatın sintezi üçün 80 mL/0,5 q olaraq seçilə bilər.

2.2 İnfraqırmızı spektrin təhlili

Hidroksipropil metilselüloz və hidroksipropil metilselüloz asetatın infraqırmızı müqayisə cədvəli. Xammalla müqayisədə hidroksipropil metilselüloz asetat məhsulunun infraqırmızı spektroqramı daha aydın dəyişikliyə malikdir. Məhsulun infraqırmızı spektrində 1740cm-1-də güclü bir zirvə meydana çıxdı, bu da bir karbonil qrupunun istehsal olunduğunu göstərir; əlavə olaraq, 3500cm-1-də OH-nin uzanan vibrasiya zirvəsinin intensivliyi xammaldan xeyli aşağı idi, bu da -OH reaksiyasının olduğunu göstərirdi.

Məhsulun hidroksipropil metilselüloz propionatın infraqırmızı spektroqramı da xammalla müqayisədə xeyli dəyişmişdir. Məhsulun infraqırmızı spektrində 1740 sm-1-də güclü bir zirvə meydana çıxdı, bu da bir karbonil qrupunun istehsal olunduğunu göstərir; əlavə olaraq, 3500 sm-1-də OH uzanan vibrasiya pik intensivliyi xammaldan xeyli aşağı idi, bu da OH-nin reaksiya verdiyini göstərirdi.

2.3 Əvəzetmə dərəcəsinin təyini

2.3.1 Hidroksipropil metilselüloz asetatın əvəzetmə dərəcəsinin təyini

Hidroksipropil metilselülozun hər vahiddə iki bir OH olduğu və sellüloza asetat bir OH-də H üçün bir COCH3 əvəz etməklə əldə edilən məhsul olduğundan nəzəri əvəzetmənin maksimum dərəcəsi (Ds) 2-dir.

2.3.2 Hidroksipropil metilselüloz propionatın əvəzlənmə dərəcəsinin təyini

2.4 Məhsulun həllolma qabiliyyəti

Sintez edilmiş iki maddə oxşar həll olma xüsusiyyətlərinə malikdir və hidroksipropil metilselüloz asetat hidroksipropil metilselüloz propionatdan bir qədər daha çox həll olunur. Sintetik məhsul aseton, etil asetat, aseton/su qarışıq həlledicidə həll oluna bilər və daha çox seçiciliyə malikdir. Bundan əlavə, aseton/su qarışıq həlledicinin tərkibindəki nəm örtük materialları kimi istifadə edildikdə sellüloza törəmələrini daha təhlükəsiz və ekoloji cəhətdən təmiz edə bilər.

3. Nəticə

(1) Hidroksipropil metilselüloz asetatın sintez şərtləri aşağıdakı kimidir: 2,5 q hidroksipropil metilselüloz, esterləşdirmə agenti kimi sirkə anhidrid, həlledici kimi 150 mL piridin, reaksiya temperaturu 110 dərəcədir.° C və reaksiya müddəti 1 saat.

(2) Hidroksipropil metilselüloz asetatın sintez şərtləri bunlardır: 0,5 q hidroksipropil metilselüloz, esterləşdirici maddə kimi propionik anhidrid, həlledici olaraq 80 mL piridin, reaksiya temperaturu 110 dərəcədir.°C və reaksiya müddəti 2,5 saat.

(3) Bu şəraitdə sintez edilən sellüloza törəmələri birbaşa yaxşı əvəzetmə dərəcəsinə malik incə tozlar şəklindədir və bu iki sellüloz törəməsi etil asetat, aseton və aseton/su kimi müxtəlif üzvi həlledicilərdə həll oluna bilər.