Sintesis Hydroxypropyl Methyl Cellulose Acetate dan Propionate

Menggunakan hidroksipropil metilselulosa (HPMC) sebagai bahan mentah, anhidrida asetik dan anhidrida propionik sebagai agen pengesteran, tindak balas pengesteran dalam piridin menyediakan hidroksipropil metilselulosa asetat dan hidroksipropil metilselulosa Selulosa propionat. Dengan menukar jumlah pelarut yang digunakan dalam sistem, produk dengan sifat yang lebih baik dan tahap penggantian diperolehi. Tahap penggantian ditentukan dengan kaedah pentitratan, dan produk dicirikan dan diuji untuk prestasi. Keputusan menunjukkan bahawa sistem tindak balas telah bertindak balas pada 110°C selama 1-2.5 jam, dan air ternyahion digunakan sebagai agen pemendakan selepas tindak balas, dan produk serbuk dengan tahap penggantian lebih besar daripada 1 (darjah penggantian teori ialah 2) boleh diperolehi. Ia mempunyai keterlarutan yang baik dalam pelbagai pelarut organik seperti etil ester, aseton, aseton/air, dll.

Kata kunci: hidroksipropil metilselulosa; hidroksipropil metilselulosa asetat; hidroksipropil metilselulosa propionat

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ialah sebatian polimer bukan ionik dan eter selulosa dengan pelbagai kegunaan. Sebagai bahan tambahan kimia yang sangat baik, HPMC sering digunakan dalam pelbagai bidang dan dipanggil "monosodium glutamat industri". Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) bukan sahaja mempunyai fungsi pengemulsi, pemekat, dan pengikat yang baik, tetapi juga boleh digunakan untuk mengekalkan kelembapan dan melindungi koloid. Ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti makanan, perubatan, salutan, tekstil, dan pertanian. . Pengubahsuaian hidroksipropil metilselulosa boleh mengubah beberapa sifatnya, supaya ia boleh digunakan dengan lebih baik dalam bidang tertentu. Formula molekul monomernya ialah C10H18O6.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penyelidikan mengenai derivatif hidroksipropil metilselulosa secara beransur-ansur menjadi titik panas. Dengan mengubah suai hidroksipropil metilselulosa, pelbagai sebatian terbitan dengan sifat yang berbeza boleh diperolehi. Sebagai contoh, pengenalan kumpulan asetil boleh mengubah fleksibiliti filem salutan perubatan.

Pengubahsuaian hidroksipropil metilselulosa biasanya dilakukan dengan kehadiran mangkin asid seperti asid sulfurik pekat. Percubaan biasanya menggunakan asid asetik sebagai pelarut. Keadaan tindak balas adalah rumit dan memakan masa, dan produk yang terhasil mempunyai tahap penggantian yang rendah. (kurang daripada 1).

Dalam kertas ini, anhidrida asetik dan anhidrida propionik digunakan sebagai agen pengesteran untuk mengubah suai hidroksipropil metilselulosa untuk menyediakan hidroksipropil metilselulosa asetat dan hidroksipropil metilselulosa propionat. Dengan meneroka keadaan seperti pemilihan pelarut (piridin), dos pelarut, dan lain-lain, adalah diharapkan produk yang mempunyai sifat dan tahap penggantian yang lebih baik boleh diperolehi melalui kaedah yang agak mudah. Dalam kertas kerja ini, melalui penyelidikan eksperimen, produk sasaran dengan mendakan serbuk dan tahap penggantian lebih besar daripada 1 telah diperolehi, yang memberikan beberapa panduan teori untuk penghasilan hidroksipropil metilselulosa asetat dan hidroksipropil metilselulosa propionat.

1. Bahagian eksperimen

1.1 Bahan dan reagen

Hydroxypropyl methylcellulose gred farmaseutikal (KIMA CHEMICAL CO.,LTD, 60HD100, pecahan jisim metoksil 28%-30%, pecahan jisim hidroksipropoksil 7%-12%); anhidrida asetik, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; Anhidrida propionik, AR, Reagen Asia Barat; Pyridine, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; metanol, etanol, eter, etil asetat, aseton, NaOH dan HCl boleh didapati secara komersil secara analitikal tulen.

Mantel pemanasan elektrik termostat KDM, pengukur kelajuan JJ-1A paparan digital pengacau elektrik, NEXUS 670 Fourier spektrometer inframerah transformasi.

1.2 Penyediaan hidroksipropil metilselulosa asetat

Sejumlah piridin telah ditambah ke dalam kelalang leher tiga, dan kemudian 2.5 g hidroksipropil metilselulosa ditambahkan ke dalamnya, bahan tindak balas dikacau sama rata, dan suhu dinaikkan kepada 110°C. Tambah 4 mL anhidrida asetik, bertindak balas pada 110°C selama 1 jam, hentikan pemanasan, sejukkan ke suhu bilik, tambah sejumlah besar air ternyahion untuk mendakan produk, tapis dengan sedutan, basuh dengan air ternyahion selama beberapa kali sehingga eluat adalah neutral, dan keringkan produk simpan.

1.3 Penyediaan hidroksipropil metilselulosa propionat

Sejumlah piridin telah ditambah ke dalam kelalang tiga leher, dan kemudian 0.5 g hidroksipropil metilselulosa ditambahkan ke dalamnya, bahan tindak balas dikacau sama rata, dan suhu dinaikkan kepada 110°C. Tambah 1.1 mL anhidrida propionik, bertindak balas pada 110°C selama 2.5 jam, hentikan pemanasan, sejukkan ke suhu bilik, tambah sejumlah besar air ternyahion untuk mendakan produk, tapis dengan sedutan, basuh dengan air ternyahion selama beberapa kali sehingga eluat adalah sifat sederhana, simpan produk kering.

1.4 Penentuan spektroskopi inframerah

Hidroksipropil metilselulosa, hidroksipropil metilselulosa asetat, hidroksipropil metilselulosa propionat dan KBr masing-masing dicampur dan dikisar, dan kemudian ditekan ke dalam tablet untuk menentukan spektrum inframerah.

1.5 Penentuan darjah penggantian

Sediakan larutan NaOH dan HCl dengan kepekatan 0.5 mol/L, dan jalankan penentukuran untuk menentukan kepekatan yang tepat; timbang 0.5 g hidroksipropilmetilselulosa asetat (ester asid propionik hidroksipropilmetilselulosa) dalam kelalang Erlenmeyer 250 mL, tambahkan 25 mL aseton dan 3 titik penunjuk fenolftalein, gaul rata, kemudian tambah 25 mL larutan NaOH, kacau dan sapontik. 2 jam; titrasi dengan HCI sehingga warna merah larutan hilang, rekod Isipadu V1 (V2) asid hidroklorik yang digunakan; gunakan kaedah yang sama untuk mengukur isipadu V0 asid hidroklorik yang digunakan oleh hidroksipropil metilselulosa, dan mengira tahap penggantian.

1.6 Percubaan keterlarutan

Ambil jumlah produk sintetik yang sesuai, tambahkannya ke dalam pelarut organik, goncangkan sedikit, dan perhatikan pelarutan bahan tersebut.

2. Keputusan dan Perbincangan

2.1 Kesan jumlah piridin (pelarut)

Kesan jumlah piridin yang berbeza pada morfologi hidroksipropilmetilselulosa asetat dan hidroksipropilmetilselulosa propionat. Apabila jumlah pelarut kurang, ia akan mengurangkan kebolehlanjutan rantai makromolekul dan kelikatan sistem, supaya tahap pengesteran sistem tindak balas akan dikurangkan, dan produk akan dimendakkan sebagai jisim yang besar. Dan apabila jumlah pelarut terlalu rendah, bahan tindak balas mudah terpeluwap menjadi ketulan dan melekat pada dinding bekas, yang bukan sahaja tidak menguntungkan untuk menjalankan tindak balas, tetapi juga menyebabkan ketidakselesaan yang besar kepada rawatan selepas tindak balas. . Dalam sintesis hidroksipropil metilselulosa asetat, jumlah pelarut yang digunakan boleh dipilih sebagai 150 mL/2 g; untuk sintesis hidroksipropil metilselulosa propionat, ia boleh dipilih sebagai 80 mL/0.5 g.

2.2 Analisis spektrum inframerah

Carta perbandingan inframerah hidroksipropil metilselulosa dan hidroksipropil metilselulosa asetat. Berbanding dengan bahan mentah, spektrogram inframerah produk hidroksipropil metilselulosa asetat mempunyai perubahan yang lebih jelas. Dalam spektrum inframerah produk, puncak yang kuat muncul pada 1740cm-1, menunjukkan bahawa kumpulan karbonil dihasilkan; di samping itu, keamatan puncak getaran regangan OH pada 3500cm-1 adalah jauh lebih rendah daripada bahan mentah, yang juga menunjukkan bahawa -OH Terdapat tindak balas.

Spektrogram inframerah produk hidroksipropil metilselulosa propionat juga telah berubah dengan ketara berbanding dengan bahan mentah. Dalam spektrum inframerah produk, puncak yang kuat muncul pada 1740 cm-1, menunjukkan bahawa kumpulan karbonil dihasilkan; di samping itu, keamatan puncak getaran regangan OH pada 3500 cm-1 adalah jauh lebih rendah daripada bahan mentah, yang juga menunjukkan bahawa OH bertindak balas.

2.3 Penentuan darjah penggantian

2.3.1 Penentuan darjah penggantian hidroksipropil metilselulosa asetat

Oleh kerana hidroksipropil metilselulosa mempunyai dua satu OH dalam setiap unit, dan selulosa asetat ialah produk yang diperoleh dengan menggantikan satu COCH3 untuk H dalam satu OH, darjah penggantian maksimum teoritis (Ds) ialah 2.

2.3.2 Penentuan tahap penggantian hidroksipropil metilselulosa propionat

2.4 Keterlarutan produk

Kedua-dua bahan yang disintesis mempunyai ciri keterlarutan yang serupa, dan hidroksipropil metilselulosa asetat adalah lebih larut sedikit daripada hidroksipropil metilselulosa propionat. Produk sintetik boleh dilarutkan dalam aseton, etil asetat, pelarut campuran aseton/air, dan mempunyai lebih selektiviti. Selain itu, lembapan yang terkandung dalam pelarut campuran aseton/air boleh menjadikan derivatif selulosa lebih selamat dan mesra alam apabila digunakan sebagai bahan salutan.

3. Kesimpulan

(1) Keadaan sintesis hidroksipropil metilselulosa asetat adalah seperti berikut: 2.5 g hidroksipropil metilselulosa, anhidrida asetik sebagai agen pengesteran, 150 mL piridin sebagai pelarut, suhu tindak balas pada 110° C, dan masa tindak balas 1 jam.

(2) Keadaan sintesis hidroksipropil metilselulosa asetat ialah: 0.5 g hidroksipropil metilselulosa, propionik anhidrida sebagai agen pengesteran, 80 mL piridin sebagai pelarut, suhu tindak balas pada 110°C, dan masa tindak balas 2 .5 jam.

(3) Derivatif selulosa yang disintesis di bawah keadaan ini secara langsung dalam bentuk serbuk halus dengan tahap penggantian yang baik, dan kedua-dua derivatif selulosa ini boleh dilarutkan dalam pelbagai pelarut organik seperti etil asetat, aseton, dan aseton/air.