Hidroxipropil metil zelulosa azetatoaren eta propionatoaren sintesia

Hidroxipropil metilzelulosa (HPMC) lehengai gisa, anhidrido azetikoa eta anhidrido propionikoa esterifikazio-agente gisa erabiliz, piridinaren esterifikazio-erreakzioak hidroxipropil metilzelulosa azetatoa eta hidroxipropil metilzelulosa zelulosa propionatoa prestatu zituen. Sisteman erabiltzen den disolbatzaile kopurua aldatuz, propietate eta ordezkapen gradu hobeak zituen produktua lortu zen. Ordezkapen-maila titulazio-metodoaren bidez zehaztu zen, eta produktua ezaugarritu eta probatu zen. Emaitzek erakutsi zuten erreakzio-sistemak 110-tan erreakzionatu zuela°C 1-2,5 orduz, eta ura desionizatua erabili zen erreakzioaren ondoren prezipitazio-agente gisa, eta 1 baino handiagoa den ordezkapen-maila (ordezkapen-maila teorikoa 2 zen) hautsezko produktuak lor zitezkeen. Disolbagarritasun ona du hainbat disolbatzaile organikotan, hala nola ester etilikoa, azetona, azetona/ura, etab.

Hitz gakoak: hidroxipropilo metilzelulosa; hidroxipropil metilzelulosa azetatoa; hidroxipropil metilzelulosa propionatoa

Hidroxipropilmetilzelulosa (HPMC) polimero konposatu ez-ionikoa da eta erabilera askotariko zelulosa-eter bat da. Gehigarri kimiko bikain gisa, HPMC askotan erabiltzen da hainbat esparrutan eta "industrial monosodio glutamato" deitzen zaio. Hidroxipropilmetilzelulosa (HPMC) emultsionatzeko, loditzeko eta lotzeko funtzio onak ez ezik, hezetasuna mantentzeko eta koloideak babesteko ere erabil daiteke. Askotan erabiltzen da elikaduran, medikuntzan, estalduretan, ehungintzan eta nekazaritzan. . Hidroxipropil metilzelulosa aldatzeak bere propietate batzuk alda ditzake, eremu jakin batean hobeto erabili ahal izateko. Bere monomeroaren formula molekularra C10H18O6 da.

Azken urteotan, hidroxipropil metilzelulosa deribatuei buruzko ikerketak puntu bero bihurtu dira pixkanaka. Hidroxipropilmetilzelulosa aldatuz, propietate desberdinak dituzten hainbat konposatu deribatu lor daitezke. Esaterako, azetilo-taldeak sartzeak estaldura medikoen filmen malgutasuna alda dezake.

Hidroxipropil metilzelulosaren aldaketa azido sulfuriko kontzentratua bezalako katalizatzaile azido baten aurrean egiten da normalean. Esperimentuak normalean azido azetikoa erabiltzen du disolbatzaile gisa. Erreakzio-baldintzak astunak eta denbora eskatzen dute, eta ondoriozko produktuak ordezkapen-maila baxua du. (1 baino gutxiago).

Artikulu honetan, anhidrido azetikoa eta anhidrido propionikoa esterifikatzeko agente gisa erabili ziren hidroxipropil metilzelulosa aldatzeko hidroxipropil metilzelulosa azetatoa eta hidroxipropil metilzelulosa propionatoa prestatzeko. Disolbatzaileen hautaketa (piridina), disolbatzaileen dosifikazioa, etab. bezalako baldintzak aztertuz gero, espero da propietate eta ordezkapen maila hobeak dituen produktua lor daitekeela metodo nahiko sinple baten bidez. Artikulu honetan, ikerketa esperimentalaren bidez, hauts-hauspeiatu eta ordezkapen-maila 1 baino handiagoa duen xede-produktua lortu da, eta horrek orientazio teoriko batzuk eman zituen hidroxipropil metilzelulosa azetatoa eta hidroxipropil metilzelulosa propionatoa ekoizteko.

1. Zati esperimentala

1.1 Materialak eta erreaktiboak

Farmazia-mailako hidroxipropil metilzelulosa (KIMA CHEMICAL CO.,LTD, 60HD100, methoxyl masa-frakzioa 28-30%, hidroxipropoxilo-masa-frakzioa 7%-12); anhidrido azetikoa, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; Anhidrido propionikoa, AR, Mendebaldeko Asiako erreaktiboa; Pyridine, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; metanola, etanola, eterra, etil azetatoa, azetona, NaOH eta HCl komertzialki eskuragarri daude analitikoki puruak.

KDM termostato elektrikoa berotzeko mantua, JJ-1A abiadura neurtzeko pantaila digitala irabiagailu elektrikoa, NEXUS 670 Fourier transformazio infragorriko espektrometroa.

1.2 Hidroxipropil metilzelulosa azetatoa prestatzea

Hiru lepoko matrazean piridina kopuru jakin bat gehitu zen eta, ondoren, 2,5 g hidroxipropil metilzelulosa gehitu ziren, erreaktiboak uniformeki nahastu ziren eta tenperatura 110era igo zen.°C. Gehitu 4 ml anhidrido azetiko, 110-tan erreakzionatu°C 1 orduz, gelditu berotzea, hoztu giro-tenperaturara, gehitu ur deionizatu kopuru handi bat produktua hauspeatzeko, iragazi xurgapenarekin, garbitu ur deionizatuarekin hainbat aldiz eluatua neutroa izan arte eta lehortu produktua gorde.

1.3 Hidroxipropil metilzelulosa propionatoaren prestaketa

Hiru lepoko matrazean piridina kopuru jakin bat gehitu zen eta, ondoren, 0,5 g hidroxipropil metilzelulosa gehitu ziren, erreaktiboak uniformeki nahastu ziren eta tenperatura 110era igo zen.°C. Gehitu 1,1 mL anhidrido propionikoa, erreakzionatu 110-tan°C 2,5 orduz, gelditu berogailua, hoztu giro-tenperaturara, gehitu ur deionizatu kopuru handi bat produktua hauspeatzeko, iragazi xurgapenarekin, garbitu ur deionizatuarekin hainbat aldiz eluatea jabetza ertaina izan arte, gorde produktua lehorra.

1.4 Espektroskopia infragorriaren determinazioa

Hidroxipropil metilzelulosa, hidroxipropil metilzelulosa azetatoa, hidroxipropil metilzelulosa propionatoa eta KBr nahastu eta xehatu ziren hurrenez hurren, eta, ondoren, piluletan sakatu ziren infragorrien espektroa zehazteko.

1.5 Ordezkapen-maila zehaztea

Prestatu 0,5 mol/L-ko kontzentrazioko NaOH eta HCl disoluzioak, eta egin kalibrazioa kontzentrazio zehatza zehazteko; pisatu 0,5 g hidroxipropilmetilzelulosa azetato (hidroxipropilmetilzelulosa azido propionikoaren ester) 250 ml Erlenmeyer matraz batean, gehitu 25 ml azetona eta 3 tanta fenolftaleina adierazle, ondo nahastu, gero gehitu 25 ml NaOH disoluzio, nahastu eta irabiatu elektromagnetiko batean nahastu. 2 h; Titulu HCIrekin disoluzioaren kolore gorria desagertu arte, erregistratu Kontsumitutako azido klorhidrikoaren V1 (V2) bolumena; metodo bera erabili hidroxipropil metilzelulosak kontsumitzen duen azido klorhidrikoaren V0 bolumena neurtzeko, eta kalkulatu ordezkapen-maila.

1.6 Disolbagarritasun-esperimentua

Hartu produktu sintetiko kopuru egoki bat, gehitu disolbatzaile organikoari, astindu apur bat eta behatu substantziaren disoluzioa.

2. Emaitzak eta Eztabaida

2.1 Piridina (disolbatzailea) kantitatearen eragina

Piridina kantitate ezberdinen eraginak hidroxipropilmetilzelulosa azetatoaren eta hidroxipropilmetilzelulosa propionatoaren morfologian. Disolbatzaile-kantitatea txikiagoa denean, kate makromolekularraren hedagarritasuna eta sistemaren biskositatea murriztuko dira, erreakzio-sistemaren esterifikazio-maila murriztuko da eta produktua masa handi gisa prezipitatuko da. Eta disolbatzaile-kopurua txikiegia denean, erreaktiboa erraz kondentsatzen da pikor batean eta ontziaren hormara atxikitzen da, eta horrek erreakzioa gauzatzeko desegokia izateaz gain, eragozpen handiak eragiten ditu erreakzioaren ondoren tratamenduan. . Hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren sintesian, erabilitako disolbatzaile kopurua 150 ml/2 g gisa hauta daiteke; hidroxipropil metilzelulosa propionatoaren sintesirako, 80 ml/0,5 g gisa hauta daiteke.

2.2 Espektro infragorrien analisia

Hidroxipropil metilzelulosa eta hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren infragorrien konparazio taula. Lehengaiarekin alderatuta, produktuaren hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren infragorrien espektrogramak aldaketa nabarmenagoa du. Produktuaren espektro infragorrian, 1740cm-1-an gailur indartsu bat agertu zen, karbonilo talde bat sortu zela adieraziz; gainera, 3500cm-1-en OH-ren luzatze-bibrazio-gailurraren intentsitatea lehengaiarena baino askoz txikiagoa zen, eta horrek ere adierazten zuen -OH Erreakzio bat egon zela.

Hidroxipropil metilzelulosa propionato produktuaren infragorrien espektrograma ere nabarmen aldatu da lehengaiarekin alderatuta. Produktuaren espektro infragorrian, 1740 cm-1-an gailur indartsu bat agertu zen, karbonilo talde bat sortu zela adieraziz; horrez gain, 3500 cm-1-ko OH luzatze bibrazioaren gailurraren intentsitatea lehengaiarena baino askoz txikiagoa zen, eta horrek ere adierazten zuen OH batek erreakzionatu zuela.

2.3 Ordezkapen-maila zehaztea

2.3.1 Hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren ordezkapen-maila zehaztea

Hidroxipropilmetilzelulosa unitate bakoitzean bi OH dituenez eta zelulosa azetatoa OH batean COCH3 bat H ordezkatuz lortzen den produktua denez, ordezkapen-gradu maximo teorikoa (Ds) 2 da.

2.3.2 Hidroxipropil metilzelulosa propionatoaren ordezkapen-maila zehaztea

2.4 Produktuaren disolbagarritasuna

Sintetizatutako bi substantziek antzeko disolbagarritasun-ezaugarriak zituzten, eta hidroxipropil metilzelulosa azetatoa hidroxipropil metilzelulosa propionatoa baino apur bat disolbagarriagoa zen. Produktu sintetikoa azetona, etil azetatoa, azetona/ura disolbatzaile mistoan disolba daiteke eta selektibitate handiagoa du. Horrez gain, azetona/ura disolbatzaile nahasian dagoen hezetasunak zelulosa deribatuak seguruagoak eta ingurumena errespetatzen ditu estaldura-material gisa erabiltzen direnean.

3. Ondorioa

(1) Hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren sintesi-baldintzak honako hauek dira: 2,5 g hidroxipropil metilzelulosa, anhidrido azetikoa esterifikazio-agente gisa, 150 ml piridina disolbatzaile gisa, erreakzio-tenperatura 110 °-tan.° C, eta erreakzio denbora 1 h.

(2) Hidroxipropil metilzelulosa azetatoaren sintesi-baldintzak hauek dira: 0,5 g hidroxipropil metilzelulosa, anhidrido propionikoa esterifikazio-agente gisa, 80 mL piridina disolbatzaile gisa, erreakzio-tenperatura 110 ºC-tan.°C, eta 2,5 orduko erreakzio-denbora.

(3) Baldintza honetan sintetizatutako zelulosa-deribatuak hauts finen moduan daude zuzenean ordezkapen-maila ona dutenak, eta bi zelulosa-deribatu hauek hainbat disolbatzaile organikotan disolba daitezke, hala nola etil azetatoa, azetona eta azetona/ura.