Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je sintetski polimer dobiven iz celuloze i obično se koristi kao zgušnjivač, emulgator i stabilizator u raznim industrijama kao što su prehrambena, farmaceutska i kozmetička. HMPC je hidroksipropilirani derivat metilceluloze (MC), neionskog celuloznog etera topljivog u vodi sastavljenog od jedinica metoksilirane i hidroksipropilirane celuloze. HMPC se široko koristi kao pomoćna tvar u farmaceutskim pripravcima zbog svoje netoksičnosti, biokompatibilnosti i biorazgradljivosti.
HMPC kemijska svojstva:
Kemijska svojstva HMPC-a pripisuju se prisutnosti hidroksilnih i eterskih skupina u njegovoj molekularnoj strukturi. Hidroksilne skupine celuloze mogu se funkcionalizirati različitim kemijskim reakcijama, kao što su eterifikacija, esterifikacija i oksidacija, kako bi se uvele različite funkcionalne skupine u polimernu okosnicu. HMPC sadrži i metoksi (-OCH3) i hidroksipropil (-OCH2CHOHCH3) skupine, koje se mogu kontrolirati kako bi se osigurale različita svojstva kao što su topljivost, viskoznost i geliranje.
HMPC je visoko topljiv u vodi, stvarajući bistre, viskozne otopine pri niskim koncentracijama. Viskoznost HMPC otopina može se promijeniti podešavanjem stupnja supstitucije (DS) hidroksipropilnih skupina, koji određuje broj modificiranih hidroksilnih mjesta po jedinici glukoze. Što je veći DS, niža je topljivost i veća viskoznost otopine HMPC. Ovo se svojstvo može koristiti za kontrolu otpuštanja aktivnih sastojaka iz farmaceutskih formulacija.
HMPC također pokazuje pseudoplastično ponašanje, što znači da se viskoznost smanjuje s povećanjem brzine smicanja. Ovo svojstvo ga čini prikladnim kao zgušnjivač za tekuće formulacije koje moraju izdržati sile smicanja tijekom obrade ili primjene.
HMPC je toplinski stabilan do određene temperature, iznad koje se počinje razgrađivati. Temperatura razgradnje HMPC ovisi o DS i koncentraciji polimera u otopini. Raspon temperature razgradnje HMPC-a je navodno 190-330°C.
Sinteza HMPC:
HMPC se sintetizira reakcijom eterifikacije celuloze s propilen oksidom i metiletilen oksidom u prisutnosti alkalnog katalizatora. Reakcija se odvija u dva koraka: prvo se metilne skupine celuloze zamjenjuju propilen oksidom, a zatim se hidroksilne skupine dalje zamjenjuju metil etilen oksidom. DS HMPC može se kontrolirati podešavanjem molarnog omjera propilen oksida i celuloze tijekom procesa sinteze.
Reakcija se obično provodi u vodenom mediju pri povišenoj temperaturi i tlaku. Osnovni katalizator obično je natrijev ili kalijev hidroksid, koji pojačava reaktivnost hidroksilnih skupina celuloze prema epoksidnim prstenovima propilen oksida i metiletilen oksida. Reakcijski produkt se zatim neutralizira, ispere i osuši kako bi se dobio konačni HMPC produkt.
HMPC se također može sintetizirati reakcijom celuloze s propilen oksidom i epiklorohidrinom u prisutnosti kiselih katalizatora. Ova metoda, poznata kao epiklorohidrin proces, koristi se za proizvodnju kationskih derivata celuloze, koji su pozitivno nabijeni zbog prisutnosti kvaternih amonijevih skupina.
zaključno:
HMPC je multifunkcionalni polimer izvrsnih kemijskih svojstava pogodan za različite primjene u različitim industrijama. Sinteza HMPC uključuje reakciju eterifikacije celuloze s propilen oksidom i metiletilen oksidom u prisutnosti alkalnog ili kiselog katalizatora. Svojstva HMPC-a mogu se podesiti kontroliranjem DS-a i koncentracije polimera. Sigurnost i biokompatibilnost HMPC-a čine ga povoljnim izborom za farmaceutske formulacije.
Vrijeme objave: 18. rujna 2023