La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un polímero sintético derivado de la celulosa y se usa comúnmente como espesante, emulsionante y estabilizador en diversas industrias, como la alimentaria, farmacéutica y cosmética. HMPC es un derivado hidroxipropilado de la metilcelulosa (MC), un éter de celulosa no iónico soluble en agua compuesto de unidades de celulosa metoxiladas e hidroxipropiladas. El HMPC se utiliza ampliamente como excipiente en formulaciones farmacéuticas debido a su no toxicidad, biocompatibilidad y biodegradabilidad.
Propiedades químicas del HMPC:
Las propiedades químicas del HMPC se atribuyen a la presencia de grupos hidroxilo y éter en su estructura molecular. Los grupos hidroxilo de la celulosa se pueden funcionalizar mediante diversas reacciones químicas, como eterificación, esterificación y oxidación, para introducir diferentes grupos funcionales en la estructura del polímero. HMPC contiene grupos metoxi (-OCH3) e hidroxipropilo (-OCH2CHOHCH3), que pueden controlarse para proporcionar diferentes propiedades, como solubilidad, viscosidad y gelificación.
El HMPC es altamente soluble en agua y forma soluciones transparentes y viscosas en bajas concentraciones. La viscosidad de las soluciones de HMPC se puede alterar ajustando el grado de sustitución (DS) de los grupos hidroxipropilo, que determina el número de sitios hidroxilo modificados por unidad de glucosa. Cuanto mayor sea el DS, menor será la solubilidad y mayor la viscosidad de la solución de HMPC. Esta propiedad se puede utilizar para controlar la liberación de ingredientes activos de formulaciones farmacéuticas.
El HMPC también exhibe un comportamiento pseudoplástico, lo que significa que la viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de corte. Esta propiedad lo hace adecuado como espesante para formulaciones líquidas que necesitan resistir fuerzas de corte durante el procesamiento o las aplicaciones.
El HMPC es térmicamente estable hasta una determinada temperatura, por encima de la cual comienza a degradarse. La temperatura de degradación del HMPC depende del DS y de la concentración del polímero en la solución. Se informa que el rango de temperatura de degradación del HMPC es de 190 a 330 °C.
Síntesis de HMPC:
El HMPC se sintetiza mediante la reacción de eterificación de la celulosa con óxido de propileno y óxido de metiletileno en presencia de un catalizador alcalino. La reacción se desarrolla en dos pasos: primero, los grupos metilo de la celulosa se reemplazan por óxido de propileno y luego los grupos hidroxilo se reemplazan por óxido de metil etileno. El DS de HMPC se puede controlar ajustando la relación molar de óxido de propileno a celulosa durante el proceso de síntesis.
La reacción normalmente se lleva a cabo en un medio acuoso a temperatura y presión elevadas. El catalizador básico suele ser hidróxido de sodio o potasio, que mejora la reactividad de los grupos hidroxilo de la celulosa hacia los anillos epóxido de óxido de propileno y óxido de metileno. Luego, el producto de reacción se neutraliza, se lava y se seca para obtener el producto HMPC final.
HMPC también se puede sintetizar haciendo reaccionar celulosa con óxido de propileno y epiclorhidrina en presencia de catalizadores ácidos. Este método, conocido como proceso de epiclorhidrina, se utiliza para producir derivados catiónicos de celulosa, que están cargados positivamente debido a la presencia de grupos de amonio cuaternario.
en conclusión:
HMPC es un polímero multifuncional con excelentes propiedades químicas adecuado para diversas aplicaciones en diferentes industrias. La síntesis de HMPC implica la reacción de eterificación de la celulosa con óxido de propileno y óxido de metileno en presencia de un catalizador alcalino o un catalizador ácido. Las propiedades de HMPC se pueden ajustar controlando el DS y la concentración del polímero. La seguridad y biocompatibilidad del HMPC lo convierten en una opción favorable para las formulaciones farmacéuticas.
Hora de publicación: 18-sep-2023