L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un polymère synthétique dérivé de la cellulose et est couramment utilisé comme épaississant, émulsifiant et stabilisant dans diverses industries telles que l'alimentation, les produits pharmaceutiques et les cosmétiques. Le HMPC est un dérivé hydroxypropylé de la méthylcellulose (MC), un éther de cellulose non ionique hydrosoluble composé d'unités de cellulose méthoxylées et hydroxypropylées. Le HMPC est largement utilisé comme excipient dans les formulations pharmaceutiques en raison de sa non-toxicité, de sa biocompatibilité et de sa biodégradabilité.
Propriétés chimiques du HMPC :
Les propriétés chimiques du HMPC sont attribuées à la présence de groupes hydroxyle et éther dans sa structure moléculaire. Les groupes hydroxyle de la cellulose peuvent être fonctionnalisés par diverses réactions chimiques, telles que l'éthérification, l'estérification et l'oxydation, pour introduire différents groupes fonctionnels dans le squelette polymère. Le HMPC contient à la fois des groupes méthoxy (-OCH3) et hydroxypropyle (-OCH2CHOHCH3), qui peuvent être contrôlés pour fournir différentes propriétés telles que la solubilité, la viscosité et la gélification.
Le HMPC est hautement soluble dans l’eau, formant des solutions claires et visqueuses à faibles concentrations. La viscosité des solutions HMPC peut être modifiée en ajustant le degré de substitution (DS) des groupes hydroxypropyle, qui détermine le nombre de sites hydroxyle modifiés par unité de glucose. Plus le DS est élevé, plus la solubilité est faible et plus la viscosité de la solution HMPC est élevée. Cette propriété peut être utilisée pour contrôler la libération d’ingrédients actifs à partir de formulations pharmaceutiques.
Le HMPC présente également un comportement pseudoplastique, ce qui signifie que la viscosité diminue avec l'augmentation du taux de cisaillement. Cette propriété le rend approprié comme épaississant pour les formulations liquides qui doivent résister aux forces de cisaillement pendant le traitement ou les applications.
Le HMPC est thermiquement stable jusqu’à une certaine température au-dessus de laquelle il commence à se dégrader. La température de dégradation du HMPC dépend du DS et de la concentration du polymère dans la solution. La plage de températures de dégradation du HMPC serait comprise entre 190 et 330 °C.
Synthèse du HMPC :
Le HMPC est synthétisé par la réaction d'éthérification de la cellulose avec de l'oxyde de propylène et de l'oxyde de méthyléthylène en présence d'un catalyseur alcalin. La réaction se déroule en deux étapes : d'abord, les groupes méthyle de la cellulose sont remplacés par de l'oxyde de propylène, puis les groupes hydroxyle sont remplacés par de l'oxyde de méthyléthylène. Le DS du HMPC peut être contrôlé en ajustant le rapport molaire de l'oxyde de propylène à la cellulose pendant le processus de synthèse.
La réaction est généralement réalisée en milieu aqueux à température et pression élevées. Le catalyseur basique est généralement l'hydroxyde de sodium ou de potassium, qui améliore la réactivité des groupes hydroxyle de la cellulose envers les cycles époxyde de l'oxyde de propylène et de l'oxyde de méthyléthylène. Le produit de réaction est ensuite neutralisé, lavé et séché pour obtenir le produit HMPC final.
Le HMPC peut également être synthétisé en faisant réagir la cellulose avec de l'oxyde de propylène et de l'épichlorhydrine en présence de catalyseurs acides. Cette méthode, connue sous le nom de procédé à l'épichlorhydrine, est utilisée pour produire des dérivés cationiques de cellulose, chargés positivement en raison de la présence de groupes ammonium quaternaire.
en conclusion:
Le HMPC est un polymère multifonctionnel doté d'excellentes propriétés chimiques, adapté à diverses applications dans différentes industries. La synthèse du HMPC implique la réaction d'éthérification de la cellulose avec de l'oxyde de propylène et de l'oxyde de méthyléthylène en présence d'un catalyseur alcalin ou d'un catalyseur acide. Les propriétés du HMPC peuvent être ajustées en contrôlant le DS et la concentration du polymère. La sécurité et la biocompatibilité du HMPC en font un choix favorable pour les formulations pharmaceutiques.
Heure de publication : 18 septembre 2023