Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты мен пропионат синтезі

Шикізат ретінде гидроксипропилметилцеллюлозаны (HPMC), этерификациялау агенттері ретінде сірке ангидриді мен пропион ангидридін пайдалану, пиридиндегі этерификация реакциясы гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты мен гидроксипропилметилцеллюлоза целлюлоза пропионатын дайындады. Жүйеде қолданылатын еріткіш мөлшерін өзгерту арқылы жақсырақ қасиеттері мен алмастыру дәрежесі бар өнім алынды. Ауыстыру дәрежесі титрлеу әдісімен анықталды және өнім сипатталады және өнімділік үшін сыналады. Нәтижелер реакция жүйесі 110 температурада әрекеттесетінін көрсетті°С 1-2,5 сағ, ал реакциядан кейін тұндырғыш ретінде ионсыздандырылған су пайдаланылды және 1-ден жоғары алмастыру дәрежесі бар ұнтақты өнімдерді алуға болады (теориялық алмастыру дәрежесі 2 болды). Оның этил эфирі, ацетон, ацетон/су сияқты әртүрлі органикалық еріткіштерде жақсы ерігіштігі бар.

Негізгі сөздер: гидроксипропил метилцеллюлоза; гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты; гидроксипропилметилцеллюлоза пропионаты

Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) – иондық емес полимерлі қосылыс және қолдану аясы кең целлюлоза эфирі. Тамаша химиялық қоспа ретінде HPMC әртүрлі салаларда жиі қолданылады және «өнеркәсіптік натрий глутаматы» деп аталады. Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) жақсы эмульгациялау, қоюландыру және байланыстыру функцияларына ие ғана емес, сонымен қатар ылғалды сақтау және коллоидтарды қорғау үшін де қолданылуы мүмкін. Ол тамақ, медицина, жабын жасау, тоқыма және ауыл шаруашылығы сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылады. . Гидроксипропилметилцеллюлозаның модификациясы оның кейбір қасиеттерін өзгертуі мүмкін, сондықтан оны белгілі бір салада жақсырақ қолдануға болады. Оның мономерінің молекулалық формуласы C10H18O6.

Соңғы жылдары гидроксипропил метилцеллюлоза туындылары бойынша зерттеулер бірте-бірте ыстық нүктеге айналды. Гидроксипропилметилцеллюлозаны модификациялау арқылы әртүрлі қасиеттері бар әртүрлі туынды қосылыстар алуға болады. Мысалы, ацетил топтарын енгізу медициналық жабын пленкаларының икемділігін өзгерте алады.

Гидроксипропилметилцеллюлозаның модификациясы әдетте концентрлі күкірт қышқылы сияқты қышқылдық катализатордың қатысуымен жүзеге асырылады. Тәжірибеде әдетте еріткіш ретінде сірке қышқылы қолданылады. Реакция жағдайлары қиын және көп уақытты қажет етеді, нәтижесінде алынған өнім төмен дәрежеде алмастырылады. (1-ден аз).

Бұл жұмыста сірке ангидриді және пропион ангидриді гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты мен гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатын дайындау үшін гидроксипропилметилцеллюлозаны өзгерту үшін этерификация агенттері ретінде пайдаланылды. Еріткіш таңдау (пиридин), еріткіш дозасы және т.б. сияқты шарттарды зерттей отырып, салыстырмалы түрде қарапайым әдіс арқылы жақсырақ қасиеттері мен алмастыру дәрежесі бар өнімді алуға болады деп үміттенеміз. Бұл жұмыста тәжірибелік зерттеулер арқылы ұнтақты тұнба және 1-ден жоғары алмастыру дәрежесі бар мақсатты өнім алынды, ол гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты мен гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатын өндіру үшін кейбір теориялық нұсқауларды берді.

1. Эксперименттік бөлім

1.1 Материалдар мен реагенттер

Фармацевтикалық сортты гидроксипропилметилцеллюлоза (KIMA CHEMICAL CO.,LTD, 60HD100, метоксилдің массалық үлесі 28%-30%, гидроксипропоксилдің массалық үлесі 7%-12%); сірке ангидриді, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; Пропиондық ангидрид, AR, Батыс Азия реагенті; Пиридин, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; Метанол, этанол, эфир, этилацетат, ацетон, NaOH және HCl коммерциялық түрде аналитикалық таза болып табылады.

KDM термостатының электр жылыту мантиясы, JJ-1A жылдамдықты өлшейтін сандық дисплейлі электр араластырғыш, NEXUS 670 Фурье түрлендіру инфрақызыл спектрометрі.

1.2 Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетатын алу

Үш мойынды колбаға белгілі бір мөлшерде пиридин қосылды, содан кейін оған 2,5 г гидроксипропилметилцеллюлоза қосылды, әрекеттесуші заттарды біркелкі араластырып, температураны 110 градусқа дейін көтерді.°C. 4 мл сірке ангидридін қосыңыз, 110 температурада әрекеттесіңіз°C 1 сағат бойы қыздыруды тоқтатыңыз, бөлме температурасына дейін салқындатыңыз, өнімді тұндыру үшін ионсыздандырылған судың көп мөлшерін қосыңыз, сорғышпен сүзіңіз, элюат бейтарап болғанша ионсыздандырылған сумен бірнеше рет жуыңыз және өнімді кептіріңіз.

1.3 Гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатын алу

Үш мойынды колбаға белгілі бір мөлшерде пиридин қосылды, содан кейін оған 0,5 г гидроксипропилметилцеллюлоза қосылды, әрекеттесуші заттарды біркелкі араластырып, температураны 110 градусқа дейін көтерді.°C. 1,1 мл пропион ангидридін қосыңыз, 110 температурада әрекеттесіңіз°C 2,5 сағат, қыздыруды тоқтатыңыз, бөлме температурасына дейін салқындатыңыз, өнімді тұндыру үшін ионсыздандырылған судың көп мөлшерін қосыңыз, сорғышпен сүзіңіз, элюат орташа қасиетке ие болғанша ионсыздандырылған сумен бірнеше рет жуыңыз, өнімді құрғақ күйде сақтаңыз.

1.4 Инфрақызыл спектроскопияны анықтау

Гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты, гидроксипропилметилцеллюлоза пропионаты және KBr тиісінше араластырылды және ұнтақталды, содан кейін инфрақызыл спектрді анықтау үшін таблеткаларға басылды.

1.5 Ауыстыру дәрежесін анықтау

0,5 моль/л концентрациясы бар NaOH және HCl ерітінділерін дайындап, дәл концентрациясын анықтау үшін калибрлеуді жүргізеді; 250 мл Эрленмейер колбасына 0,5 г гидроксипропилметилцеллюлоза ацетатын (гидроксипропилметилцеллюлоза пропион қышқылының эфирі) өлшеп, 25 мл ацетон мен 3 тамшы фенолфталеин индикаторын қосады, жақсылап араластырады, содан кейін 25 мл электромагниттік ерітіндіде NaOH ерітіндісін құйып, электромагниттік араластырады. 2 сағ; ерітіндінің қызыл түсі жоғалғанша HCI титрлейді, тұтынылған тұз қышқылының V1 (V2) көлемін жазады; гидроксипропилметилцеллюлоза тұтынатын тұз қышқылының V0 көлемін өлшеу және алмастыру дәрежесін есептеу үшін дәл осындай әдісті қолданыңыз.

1.6 Ерігіштік тәжірибесі

Синтетикалық өнімдердің тиісті мөлшерін алыңыз, оларды органикалық еріткішке қосыңыз, аздап шайқаңыз және заттың еруін бақылаңыз.

2. Нәтижелер және талқылау

2.1 Пиридин (еріткіш) мөлшерінің әсері

Пиридиннің әртүрлі мөлшерінің гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты мен гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатының морфологиясына әсері. Еріткіштің мөлшері аз болса, ол жоғары молекулалық тізбектің созылғыштығын және жүйенің тұтқырлығын төмендетеді, осылайша реакция жүйесінің эфирдену дәрежесі төмендейді, ал өнім үлкен масса түрінде тұнбаға түседі. Ал еріткіш мөлшері тым аз болған кезде әрекеттесуші зат кесек болып конденсацияланып, ыдыстың қабырғасына жабысып қалады, бұл реакцияны жүргізуге қолайсыз ғана емес, реакциядан кейінгі өңдеуге де үлкен қолайсыздықтар туғызады. . Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты синтезінде қолданылатын еріткіш мөлшерін 150 мл/2 г ретінде таңдауға болады; гидроксипропил метилцеллюлоза пропионатын синтездеу үшін оны 80 мл/0,5 г ретінде таңдауға болады.

2.2 Инфрақызыл спектрді талдау

Гидроксипропилметилцеллюлоза мен гидроксипропилметилцеллюлоза ацетатының инфрақызыл салыстыру диаграммасы. Шикізатпен салыстырғанда гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты өнімінің инфрақызыл спектрограммасы айқынырақ өзгеріске ие. Өнімнің инфрақызыл спектрінде 1740см-1 күшті шыңы пайда болды, бұл карбонил тобының өндірілгенін көрсетеді; сонымен қатар 3500см-1-де OH-ның созылу тербеліс шыңының қарқындылығы шикізатқа қарағанда әлдеқайда төмен болды, бұл да -OH реакциясы бар екенін көрсетті.

Шикізатпен салыстырғанда гидроксипропилметилцеллюлоза пропионаты өнімінің инфрақызыл спектрограммасы да айтарлықтай өзгерді. Өнімнің инфрақызыл спектрінде 1740 см-1 күшті шыңы пайда болды, бұл карбонил тобының өндірілгенін көрсетеді; бұдан басқа, OH созылу дірілінің ең жоғары қарқындылығы 3500 см-1 кезінде шикізатқа қарағанда әлдеқайда төмен болды, бұл да ОН реакцияға түскенін көрсетті.

2.3 Ауыстыру дәрежесін анықтау

2.3.1 Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты алмастыру дәрежесін анықтау

Гидроксипропилметилцеллюлозаның әр бірлігінде екі бір ОН болатындықтан және целлюлоза ацетаты бір ОН-дағы H орнына бір COCH3 алмастыру арқылы алынған өнім болғандықтан, теориялық ең жоғары орын басу дәрежесі (Ds) 2-ге тең.

2.3.2 Гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатының алмастыру дәрежесін анықтау

2.4 Өнімнің ерігіштігі

Синтезделген екі заттың ерігіштік сипаттамалары ұқсас болды, ал гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты гидроксипропилметилцеллюлоза пропионатына қарағанда сәл ериді. Синтетикалық өнімді ацетон, этилацетат, ацетон/су аралас еріткіште ерітуге болады және таңдау қабілеті жоғары. Сонымен қатар, ацетон/су аралас еріткіштің құрамындағы ылғал жабын материалы ретінде пайдаланылған кезде целлюлоза туындыларын қауіпсіз және экологиялық таза ете алады.

3. Қорытынды

(1) Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты синтезінің шарттары келесідей: 2,5 г гидроксипропилметилцеллюлоза, эфирлік агент ретінде сірке ангидриді, еріткіш ретінде 150 мл пиридин, реакция температурасы 110° C және реакция уақыты 1 сағ.

(2) Гидроксипропилметилцеллюлоза ацетаты синтезінің шарттары: 0,5 г гидроксипропилметилцеллюлоза, этерификация агенті ретінде пропиондық ангидрид, еріткіш ретінде 80 мл пиридин, реакция температурасы 110 градус.°C, және реакция уақыты 2,5 сағ.

(3) Бұл жағдайда синтезделген целлюлоза туындылары жақсы алмастыру дәрежесімен тікелей жұқа ұнтақтар түрінде болады және бұл екі целлюлоза туындысы этилацетат, ацетон және ацетон/су сияқты әртүрлі органикалық еріткіштерде ерітілуі мүмкін.