La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un polímer sintètic derivat de la cel·lulosa i s'utilitza habitualment com a espessidor, emulsionant i estabilitzador en diverses indústries com ara l'alimentació, la farmacèutica i la cosmètica. L'HMPC és un derivat hidroxipropilat de la metilcel·lulosa (MC), un èter de cel·lulosa no iònic soluble en aigua compost per unitats de cel·lulosa metoxilada i hidroxipropilada. L'HMPC s'utilitza àmpliament com a excipient en formulacions farmacèutiques a causa de la seva no toxicitat, biocompatibilitat i biodegradabilitat.
Propietats químiques de l'HMPC:
Les propietats químiques de l'HMPC s'atribueixen a la presència de grups hidroxil i èter en la seva estructura molecular. Els grups hidroxil de la cel·lulosa es poden funcionalitzar mitjançant diverses reaccions químiques, com ara l'eterificació, l'esterificació i l'oxidació, per introduir diferents grups funcionals a la columna vertebral del polímer. L'HMPC conté grups metoxi (-OCH3) i hidroxipropil (-OCH2CHOHCH3), que es poden controlar per proporcionar diferents propietats com ara la solubilitat, la viscositat i la gelificació.
L'HMPC és altament soluble en aigua, formant solucions clares i viscoses a baixes concentracions. La viscositat de les solucions HMPC es pot alterar ajustant el grau de substitució (DS) dels grups hidroxipropil, que determina el nombre de llocs hidroxil modificats per unitat de glucosa. Com més gran sigui el DS, menor serà la solubilitat i més alta serà la viscositat de la solució HMPC. Aquesta propietat es pot utilitzar per controlar l'alliberament d'ingredients actius de les formulacions farmacèutiques.
L'HMPC també presenta un comportament pseudoplàstic, el que significa que la viscositat disminueix amb l'augment de la velocitat de cisalla. Aquesta propietat el fa adequat com a espessidor per a formulacions líquides que necessiten suportar forces de cisalla durant el processament o les aplicacions.
L'HMPC és tèrmicament estable fins a una determinada temperatura, per sobre de la qual comença a degradar-se. La temperatura de degradació de HMPC depèn del DS i de la concentració del polímer a la solució. S'informa que el rang de temperatura de degradació de l'HMPC és de 190-330 °C.
Síntesi de HMPC:
L'HMPC es sintetitza mitjançant la reacció d'eterificació de la cel·lulosa amb òxid de propilè i òxid de metiletilè en presència d'un catalitzador alcalí. La reacció transcorre en dos passos: primer, els grups metil de la cel·lulosa se substitueixen per òxid de propilè, i després els grups hidroxil es reemplacen més per òxid de metil etilè. El DS de HMPC es pot controlar ajustant la proporció molar de l'òxid de propilè a la cel·lulosa durant el procés de síntesi.
La reacció es realitza normalment en un medi aquós a temperatura i pressió elevades. El catalitzador bàsic sol ser l'hidròxid de sodi o potassi, que millora la reactivitat dels grups hidroxil de cel·lulosa cap als anells d'epòxid de l'òxid de propilè i l'òxid de metileti. A continuació, el producte de reacció es neutralitza, es renta i s'asseca per obtenir el producte HMPC final.
L'HMPC també es pot sintetitzar fent reaccionar cel·lulosa amb òxid de propilè i epiclorhidrina en presència de catalitzadors àcids. Aquest mètode, conegut com a procés d'epiclorhidrina, s'utilitza per produir derivats catiònics de cel·lulosa, que estan carregats positivament a causa de la presència de grups d'amoni quaternaris.
en conclusió:
HMPC és un polímer multifuncional amb excel·lents propietats químiques adequats per a diverses aplicacions en diferents indústries. La síntesi d'HMPC implica la reacció d'eterificació de la cel·lulosa amb òxid de propilè i òxid de metileti en presència d'un catalitzador alcalí o un catalitzador àcid. Les propietats de l'HMPC es poden ajustar controlant la DS i la concentració del polímer. La seguretat i la biocompatibilitat de l'HMPC el converteixen en una opció favorable per a les formulacions farmacèutiques.
Hora de publicació: 18-set-2023