Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je syntetický polymer odvozený z celulózy a běžně se používá jako zahušťovadlo, emulgátor a stabilizátor v různých průmyslových odvětvích, jako je potravinářství, farmacie a kosmetika. HMPC je hydroxypropylovaný derivát methylcelulózy (MC), ve vodě rozpustný neiontový ether celulózy složený z jednotek methoxylované a hydroxypropylované celulózy. HMPC je široce používán jako pomocná látka ve farmaceutických formulacích díky své netoxicitě, biokompatibilitě a biologické rozložitelnosti.
Chemické vlastnosti HMPC:
Chemické vlastnosti HMPC jsou připisovány přítomnosti hydroxylových a etherových skupin v jeho molekulární struktuře. Hydroxylové skupiny celulózy mohou být funkcionalizovány prostřednictvím různých chemických reakcí, jako je etherifikace, esterifikace a oxidace, za účelem zavedení různých funkčních skupin do hlavního řetězce polymeru. HMPC obsahuje jak methoxy (-OCH3), tak hydroxypropylové (-OCH2CHOHCH3) skupiny, které lze regulovat tak, aby poskytovaly různé vlastnosti, jako je rozpustnost, viskozita a gelovatění.
HMPC je vysoce rozpustný ve vodě a při nízkých koncentracích tvoří čiré viskózní roztoky. Viskozita roztoků HMPC může být změněna úpravou stupně substituce (DS) hydroxypropylových skupin, který určuje počet modifikovaných hydroxylových míst na jednotku glukózy. Čím vyšší je DS, tím nižší je rozpustnost a tím vyšší je viskozita roztoku HMPC. Tato vlastnost může být použita pro řízení uvolňování aktivních složek z farmaceutických formulací.
HMPC také vykazuje pseudoplastické chování, což znamená, že viskozita klesá s rostoucí rychlostí smyku. Díky této vlastnosti je vhodný jako zahušťovadlo pro kapalné formulace, které potřebují odolávat smykovým silám během zpracování nebo aplikací.
HMPC je tepelně stabilní do určité teploty, nad kterou začíná degradovat. Teplota degradace HMPC závisí na DS a koncentraci polymeru v roztoku. Teplotní rozsah degradace HMPC je 190-330 °C.
Syntéza HMPC:
HMPC se syntetizuje etherifikační reakcí celulózy s propylenoxidem a methylethylenoxidem v přítomnosti alkalického katalyzátoru. Reakce probíhá ve dvou krocích: nejprve jsou methylové skupiny celulózy nahrazeny propylenoxidem a poté jsou hydroxylové skupiny dále nahrazeny methylethylenoxidem. DS HMPC lze řídit úpravou molárního poměru propylenoxidu k celulóze během procesu syntézy.
Reakce se obvykle provádí ve vodném prostředí při zvýšené teplotě a tlaku. Zásaditým katalyzátorem je obvykle hydroxid sodný nebo draselný, který zvyšuje reaktivitu hydroxylových skupin celulózy vůči epoxidovým kruhům propylenoxidu a methylethylenoxidu. Reakční produkt se poté neutralizuje, promyje a suší, čímž se získá konečný produkt HMPC.
HMPC lze také syntetizovat reakcí celulózy s propylenoxidem a epichlorhydrinem v přítomnosti kyselých katalyzátorů. Tato metoda, známá jako epichlorhydrinový proces, se používá k výrobě kationtových derivátů celulózy, které jsou kladně nabité díky přítomnosti kvartérních amoniových skupin.
na závěr:
HMPC je multifunkční polymer s vynikajícími chemickými vlastnostmi vhodný pro různé aplikace v různých průmyslových odvětvích. Syntéza HMPC zahrnuje etherifikační reakci celulózy s propylenoxidem a methylethylenoxidem v přítomnosti alkalického katalyzátoru nebo kyselého katalyzátoru. Vlastnosti HMPC lze vyladit řízením DS a koncentrace polymeru. Bezpečnost a biokompatibilita HMPC z něj činí příznivou volbu pro farmaceutické formulace.
Čas odeslání: 18. září 2023