Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), juga dikenali sebagai hypromellose, ialah polimer serba boleh yang digunakan dalam pelbagai industri termasuk farmaseutikal, makanan dan pembinaan. Ia adalah terbitan selulosa yang diubah suai melalui tindak balas kimia untuk meningkatkan sifatnya. Polimer ini dicirikan oleh keterlarutan air, biokompatibiliti, dan keupayaan membentuk filem.
Struktur kimia hidroksipropil metilselulosa (HPMC):
Hydroxypropyl methylcellulose berasal daripada selulosa, polisakarida semulajadi yang terdapat dalam dinding sel tumbuhan. Struktur kimia HPMC dicirikan oleh kehadiran kumpulan hidroksipropil dan metil pada tulang belakang selulosa.
Tulang belakang selulosa:
Selulosa ialah polisakarida linear yang terdiri daripada unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik. Unit berulang membentuk rantai panjang dan tegar yang menyediakan asas struktur untuk HPMC.
metil:
Kumpulan metil (CH3) dimasukkan ke dalam tulang belakang selulosa melalui tindak balas kimia dengan metanol. Penggantian ini meningkatkan hidrofobisiti polimer, menjejaskan keterlarutan dan sifat membentuk filem.
Hidroksipropil:
Kumpulan hidroksipropil (C3H6O) dilekatkan pada tulang belakang selulosa melalui tindak balas dengan propilena oksida. Kumpulan hidroksipropil ini menyumbang kepada keterlarutan air HPMC dan mempengaruhi kelikatannya.
Tahap penggantian (DS) kumpulan metil dan hidroksipropil mungkin berbeza-beza, menjejaskan prestasi keseluruhan HPMC. DS merujuk kepada purata bilangan substituen bagi setiap unit glukosa dalam rantai selulosa.
Sintesis Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
Sintesis HPMC melibatkan beberapa langkah kimia yang memperkenalkan kumpulan metil dan hidroksipropil ke dalam tulang belakang selulosa. Tindak balas utama termasuk eterifikasi dengan metil klorida dan hidroksipropilasi dengan propilena oksida. Berikut ialah gambaran keseluruhan ringkas:
Pengaktifan selulosa:
Proses ini bermula dengan mengaktifkan selulosa menggunakan asas, biasanya natrium hidroksida. Langkah ini meningkatkan kereaktifan kumpulan hidroksil selulosa untuk tindak balas seterusnya.
Metilasi:
Metil klorida digunakan untuk memperkenalkan kumpulan metil. Selulosa bertindak balas dengan metil klorida dengan kehadiran bes, mengakibatkan penggantian kumpulan hidroksil dengan kumpulan metil.
tindak balas:
Selulosa-OH+CH3Cl→Selulosa-OMe+Selulosa Hidroklorida-OH+CH3Cl→Selulosa-OMe+HCl
Hidroksipropilasi:
Kumpulan hidroksipropil dilekatkan pada tulang belakang selulosa menggunakan propilena oksida. Tindak balas biasanya berlaku dalam medium alkali dan tahap hidroksipropilasi dikawal untuk mencapai sifat yang dikehendaki.
tindak balas:
Selulosa-OH+C3H6 oksigen→Selulosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 oksigen Selulosa-OH+C3H6O→Selulosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 oksigen
Peneutralan dan penulenan:
Produk yang terhasil dinetralkan untuk mengeluarkan sebarang sisa berasid atau asas. Langkah penulenan seperti pencucian dan penapisan dilakukan untuk mendapatkan produk HPMC berkualiti tinggi.
Sifat Kimia Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
Keterlarutan:
HPMC mudah larut dalam air sejuk, dan keterlarutan boleh diselaraskan dengan menukar tahap penggantian. Tahap penggantian yang lebih tinggi biasanya menghasilkan peningkatan keterlarutan.
Pembentukan filem:
HPMC mempunyai sifat membentuk filem yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi seperti salutan farmaseutikal dan pembungkusan makanan. Filem yang dihasilkan adalah telus dan menyediakan penghalang gas.
Penggelapan terma:
Penggelapan terma adalah sifat unik HPMC. Gel terbentuk apabila dipanaskan, dan kekuatan gel bergantung kepada faktor seperti kepekatan dan berat molekul.
Kelikatan:
Kelikatan larutan HPMC dipengaruhi oleh tahap penggantian dan kepekatan. Sebagai pemekat, ia digunakan secara meluas dalam pelbagai industri.
Aktiviti permukaan:
HPMC mempunyai sifat seperti surfaktan yang menyumbang kepada keupayaan pengemulsi dan penstabilannya dalam formulasi.
Biokeserasian:
HPMC dianggap biokompatibel, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam farmaseutikal, termasuk formulasi ubat pelepasan terkawal.
Aplikasi Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
dadah:
HPMC biasanya digunakan sebagai pengikat, salutan filem, dan matriks pelepasan terkawal dalam formulasi farmaseutikal.
letakkan:
Dalam industri pembinaan, HPMC digunakan sebagai agen penahan air dalam bahan berasaskan simen, meningkatkan kebolehkerjaan dan mengurangkan pengasingan air.
industri makanan:
HPMC digunakan dalam industri makanan sebagai pemekat, penstabil dan agen pembentuk gel. Ia sering digunakan dalam produk seperti sos, sup dan ais krim.
Produk penjagaan diri:
Penggunaan Industri Kosmetik dan Penjagaan Diri HPMC digunakan dalam produk seperti krim dan losyen kerana sifat pemekat dan pengemulsinya.
Cat dan Salutan:
HPMC ditambah pada cat dan salutan untuk meningkatkan kelikatan, kestabilan dan pengekalan air.
kesimpulannya:
Hydroxypropyl methylcellulose ialah polimer serba boleh dengan pelbagai aplikasi kerana sifat kimianya yang unik. Sintesis HPMC melibatkan pengenalan kumpulan metil dan hidroksipropil ke dalam tulang belakang selulosa, menghasilkan polimer larut air dan biokompatibel. Aplikasinya yang pelbagai dalam farmaseutikal, pembinaan, makanan dan penjagaan diri menyerlahkan kepentingannya dalam pelbagai industri. Semasa penyelidikan berterusan, pengubahsuaian dan kemajuan selanjutnya dalam teknologi HPMC boleh mengembangkan utilitinya dan meningkatkan prestasinya dalam aplikasi sedia ada dan yang sedang muncul.
Masa siaran: Dis-18-2023