Hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC) on selluloosasta johdettu synteettinen polymeeri, jota käytetään yleisesti sakeuttamisaineena, emulgaattorina ja stabilointiaineena useilla teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudessa. HMPC on metyyliselluloosan (MC) hydroksipropyloitu johdannainen, vesiliukoinen ioniton selluloosaeetteri, joka koostuu metoksyloiduista ja hydroksipropyloiduista selluloosayksiköistä. HMPC:tä käytetään laajalti apuaineena farmaseuttisissa formulaatioissa sen myrkyttömyyden, biologisen yhteensopivuuden ja biohajoavuuden vuoksi.
HMPC:n kemialliset ominaisuudet:
HMPC:n kemialliset ominaisuudet johtuvat hydroksyyli- ja eetteriryhmien läsnäolosta sen molekyylirakenteessa. Selluloosan hydroksyyliryhmät voidaan funktionalisoida erilaisilla kemiallisilla reaktioilla, kuten eetteröimällä, esteröimällä ja hapettamalla, erilaisten funktionaalisten ryhmien tuomiseksi polymeerirunkoon. HMPC sisältää sekä metoksi- (-OCH3) että hydroksipropyyliryhmiä (-OCH2CHOHCH3), joita voidaan säätää erilaisten ominaisuuksien, kuten liukoisuuden, viskositeetin ja geeliytymisen, aikaansaamiseksi.
HMPC liukenee hyvin veteen ja muodostaa kirkkaita, viskooseja liuoksia pieninä pitoisuuksina. HMPC-liuosten viskositeettia voidaan muuttaa säätämällä hydroksipropyyliryhmien substituutioastetta (DS), joka määrittää modifioitujen hydroksyylikohtien lukumäärän glukoosiyksikköä kohti. Mitä korkeampi DS, sitä pienempi on HMPC-liuoksen liukoisuus ja korkeampi viskositeetti. Tätä ominaisuutta voidaan käyttää säätelemään vaikuttavien aineosien vapautumista farmaseuttisista formulaatioista.
HMPC:llä on myös pseudoplastinen käyttäytyminen, mikä tarkoittaa, että viskositeetti pienenee leikkausnopeuden kasvaessa. Tämä ominaisuus tekee siitä sopivan sakeuttamisaineena nestemäisille formulaatioille, joiden on kestettävä leikkausvoimia käsittelyn tai sovellusten aikana.
HMPC on termisesti stabiili tiettyyn lämpötilaan asti, jonka yläpuolella se alkaa hajota. HMPC:n hajoamislämpötila riippuu DS:stä ja polymeerin pitoisuudesta liuoksessa. HMPC:n hajoamislämpötila-alueen on raportoitu olevan 190-330 °C.
HMPC:n synteesi:
HMPC syntetisoidaan selluloosan eetteröintireaktiolla propyleenioksidin ja metyylietyleenioksidin kanssa alkalisen katalyytin läsnä ollessa. Reaktio etenee kahdessa vaiheessa: ensin selluloosan metyyliryhmät korvataan propyleenioksidilla ja sitten hydroksyyliryhmät korvataan edelleen metyylietyleenioksidilla. HMPC:n DS:ää voidaan säätää säätämällä propyleenioksidin moolisuhdetta selluloosaan synteesiprosessin aikana.
Reaktio suoritetaan tavallisesti vesipitoisessa väliaineessa korotetussa lämpötilassa ja paineessa. Emäksinen katalyytti on yleensä natrium- tai kaliumhydroksidi, joka lisää selluloosan hydroksyyliryhmien reaktiivisuutta propyleenioksidin ja metyleenioksidin epoksidirenkaita kohtaan. Sitten reaktiotuote neutraloidaan, pestään ja kuivataan lopullisen HMPC-tuotteen saamiseksi.
HMPC voidaan myös syntetisoida saattamalla selluloosa reagoimaan propyleenioksidin ja epikloorihydriinin kanssa happokatalyyttien läsnä ollessa. Tätä menetelmää, joka tunnetaan nimellä epikloorihydriiniprosessi, käytetään tuottamaan kationisia selluloosajohdannaisia, jotka ovat positiivisesti varautuneita kvaternaaristen ammoniumryhmien läsnäolon vuoksi.
lopuksi:
HMPC on monikäyttöinen polymeeri, jolla on erinomaiset kemialliset ominaisuudet ja joka soveltuu erilaisiin sovelluksiin eri teollisuudenaloilla. HMPC:n synteesi käsittää selluloosan eetteröintireaktion propyleenioksidin ja metyylietyleenioksidin kanssa alkalisen tai happaman katalyytin läsnä ollessa. HMPC:n ominaisuuksia voidaan säätää säätämällä DS:ää ja polymeerin pitoisuutta. HMPC:n turvallisuus ja biologinen yhteensopivuus tekevät siitä edullisen valinnan lääkevalmisteille.
Postitusaika: 18.9.2023