हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोज (एचएमपीसी) चे रासायनिक गुणधर्म आणि संश्लेषण

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) हा सेल्युलोजपासून तयार केलेला सिंथेटिक पॉलिमर आहे आणि सामान्यतः अन्न, औषध आणि सौंदर्यप्रसाधने यासारख्या विविध उद्योगांमध्ये जाडसर, इमल्सीफायर आणि स्टॅबिलायझर म्हणून वापरला जातो. एचएमपीसी हे मेथाइलसेल्युलोज (एमसी) चे हायड्रॉक्सीप्रोपायलेटेड डेरिव्हेटिव्ह आहे, एक पाण्यात विरघळणारे नॉनिओनिक सेल्युलोज इथर आहे जे मेथॉक्सिलेटेड आणि हायड्रॉक्सीप्रोपीलेटेड सेल्युलोज युनिट्सचे बनलेले आहे. HMPC औषधी फॉर्म्युलेशनमध्ये त्याच्या गैर-विषाक्तपणामुळे, बायोकॉम्पॅटिबिलिटी आणि बायोडिग्रेडेबिलिटीमुळे मोठ्या प्रमाणावर एक सहायक म्हणून वापरले जाते.

HMPC रासायनिक गुणधर्म:

HMPC चे रासायनिक गुणधर्म त्याच्या आण्विक संरचनेत हायड्रॉक्सिल आणि इथर गटांच्या उपस्थितीला कारणीभूत आहेत. सेल्युलोजचे हायड्रॉक्सिल गट विविध रासायनिक अभिक्रियांद्वारे कार्यान्वित केले जाऊ शकतात, जसे की इथरिफिकेशन, एस्टरिफिकेशन आणि ऑक्सिडेशन, विविध कार्यात्मक गटांना पॉलिमर पाठीच्या कण्यामध्ये समाविष्ट करण्यासाठी. HMPC मध्ये मेथॉक्सी (-OCH3) आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल (-OCH2CHOHCH3) दोन्ही गट आहेत, जे विद्राव्यता, चिकटपणा आणि जेलेशन सारखे विविध गुणधर्म प्रदान करण्यासाठी नियंत्रित केले जाऊ शकतात.

एचएमपीसी पाण्यात अत्यंत विरघळणारे आहे, कमी सांद्रतामध्ये स्पष्ट, चिकट द्रावण तयार करते. एचएमपीसी सोल्यूशन्सची स्निग्धता हायड्रॉक्सीप्रोपिल गटांच्या प्रतिस्थापनाची डिग्री (डीएस) समायोजित करून बदलली जाऊ शकते, जी प्रति ग्लूकोज युनिट सुधारित हायड्रॉक्सिल साइट्सची संख्या निर्धारित करते. DS जितका जास्त असेल तितकी कमी विद्राव्यता आणि HMPC द्रावणाची स्निग्धता जास्त. या गुणधर्माचा उपयोग फार्मास्युटिकल फॉर्म्युलेशनमधून सक्रिय घटकांच्या प्रकाशनावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

एचएमपीसी स्यूडोप्लास्टिक वर्तन देखील प्रदर्शित करते, याचा अर्थ वाढत्या कातरण दराने चिकटपणा कमी होतो. या गुणधर्मामुळे ते द्रव फॉर्म्युलेशनसाठी जाडसर म्हणून योग्य बनवते ज्यांना प्रक्रिया किंवा ऍप्लिकेशन्स दरम्यान कातरणे शक्तींचा सामना करावा लागतो.

HMPC विशिष्ट तापमानापर्यंत थर्मलली स्थिर असते, ज्याच्या वर ते खराब होऊ लागते. एचएमपीसीचे डिग्रेडेशन तापमान डीएस आणि द्रावणातील पॉलिमरच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असते. HMPC ची अधोगती तापमान श्रेणी 190-330°C असल्याचे नोंदवले जाते.

HMPC चे संश्लेषण:

एचएमपीसी हे अल्कधर्मी उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत प्रोपीलीन ऑक्साईड आणि मेथिलेथिलीन ऑक्साईडसह सेल्युलोजच्या इथरिफिकेशन प्रतिक्रियाद्वारे संश्लेषित केले जाते. प्रतिक्रिया दोन टप्प्यांत पुढे जाते: प्रथम, सेल्युलोजचे मिथाइल गट प्रोपीलीन ऑक्साईडने बदलले जातात आणि नंतर हायड्रॉक्सिल गटांची जागा मिथाइल इथिलीन ऑक्साईडने घेतली. HMPC चे DS संश्लेषण प्रक्रियेदरम्यान सेल्युलोज आणि प्रोपीलीन ऑक्साईडचे मोलर गुणोत्तर समायोजित करून नियंत्रित केले जाऊ शकते.

प्रतिक्रिया सामान्यतः भारदस्त तापमान आणि दाबावर जलीय माध्यमात केली जाते. मूलभूत उत्प्रेरक सामान्यतः सोडियम किंवा पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड असते, जे प्रोपीलीन ऑक्साईड आणि मेथिलेथिलीन ऑक्साईडच्या इपॉक्साइड रिंग्सकडे सेल्युलोज हायड्रॉक्सिल गटांची प्रतिक्रिया वाढवते. अंतिम HMPC उत्पादन मिळविण्यासाठी प्रतिक्रिया उत्पादन नंतर तटस्थ केले जाते, धुऊन वाळवले जाते.

ऍसिड उत्प्रेरकांच्या उपस्थितीत प्रोपीलीन ऑक्साईड आणि एपिक्लोरोहायड्रिनसह सेल्युलोजची प्रतिक्रिया करून HMPC देखील संश्लेषित केले जाऊ शकते. एपिक्लोरोहायड्रिन प्रक्रिया म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या या पद्धतीचा वापर कॅशनिक सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह्ज तयार करण्यासाठी केला जातो, जो क्वाटरनरी अमोनियम गटांच्या उपस्थितीमुळे सकारात्मक चार्ज होतो.

शेवटी:

एचएमपीसी हे विविध उद्योगांमधील विविध अनुप्रयोगांसाठी योग्य उत्कृष्ट रासायनिक गुणधर्मांसह बहु-कार्यक्षम पॉलिमर आहे. एचएमपीसीच्या संश्लेषणामध्ये अल्कधर्मी उत्प्रेरक किंवा अम्लीय उत्प्रेरक यांच्या उपस्थितीत प्रोपीलीन ऑक्साईड आणि मिथिलेथिलीन ऑक्साईडसह सेल्युलोजची इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया समाविष्ट असते. एचएमपीसीचे गुणधर्म डीएस आणि पॉलिमरची एकाग्रता नियंत्रित करून ट्यून केले जाऊ शकतात. HMPC ची सुरक्षितता आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटी हे फार्मास्युटिकल फॉर्म्युलेशनसाठी अनुकूल पर्याय बनवते.