Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC) este un polimer sintetic derivat din celuloză și este utilizat în mod obișnuit ca agent de îngroșare, emulgator și stabilizator în diverse industrii, cum ar fi alimentară, farmaceutică și cosmetică. HMPC este un derivat hidroxipropilat al metilcelulozei (MC), un eter de celuloză neionic solubil în apă, compus din unități de celuloză metoxilată și hidroxipropilată. HMPC este utilizat pe scară largă ca excipient în formulările farmaceutice datorită netoxicității, biocompatibilității și biodegradabilității sale.
Proprietăți chimice ale HMPC:
Proprietățile chimice ale HMPC sunt atribuite prezenței grupărilor hidroxil și eter în structura sa moleculară. Grupările hidroxil ale celulozei pot fi funcționalizate prin diferite reacții chimice, cum ar fi eterificarea, esterificarea și oxidarea, pentru a introduce diferite grupări funcționale în scheletul polimerului. HMPC conține atât grupări metoxi (-OCH3) cât și hidroxipropil (-OCH2CHOHCH3), care pot fi controlate pentru a oferi proprietăți diferite, cum ar fi solubilitatea, vâscozitatea și gelificarea.
HMPC este foarte solubil în apă, formând soluții limpezi, vâscoase la concentrații scăzute. Vâscozitatea soluțiilor HMPC poate fi modificată prin ajustarea gradului de substituție (DS) al grupărilor hidroxipropil, care determină numărul de situsuri hidroxil modificate per unitate de glucoză. Cu cât DS este mai mare, cu atât solubilitatea este mai mică și vâscozitatea soluției HMPC este mai mare. Această proprietate poate fi utilizată pentru a controla eliberarea ingredientelor active din formulările farmaceutice.
HMPC prezintă, de asemenea, un comportament pseudoplastic, ceea ce înseamnă că vâscozitatea scade odată cu creșterea ratei de forfecare. Această proprietate îl face potrivit ca agent de îngroșare pentru formulările lichide care trebuie să reziste forțelor de forfecare în timpul procesării sau aplicărilor.
HMPC este stabil termic până la o anumită temperatură, peste care începe să se degradeze. Temperatura de degradare a HMPC depinde de DS și de concentrația polimerului în soluție. Intervalul de temperatură de degradare a HMPC este raportat a fi 190-330°C.
Sinteza HMPC:
HMPC este sintetizat prin reacția de eterificare a celulozei cu oxidul de propilenă și oxidul de metiletilen în prezența unui catalizator alcalin. Reacția se desfășoară în două etape: mai întâi, grupările metil ale celulozei sunt înlocuite cu propilenoxid, iar apoi grupările hidroxil sunt înlocuite în continuare cu metil etilenă oxid. DS al HMPC poate fi controlat prin ajustarea raportului molar dintre oxidul de propilenă și celuloză în timpul procesului de sinteză.
Reacția este de obicei efectuată într-un mediu apos la temperatură și presiune ridicate. Catalizatorul de bază este de obicei hidroxidul de sodiu sau potasiu, care mărește reactivitatea grupărilor hidroxil celulozei față de inelele epoxidice ale oxidului de propilenă și oxidului de metiletilen. Produsul de reacţie este apoi neutralizat, spălat şi uscat pentru a obţine produsul final HMPC.
HMPC poate fi de asemenea sintetizat prin reacția celulozei cu propilenoxid și epiclorhidrina în prezența catalizatorilor acizi. Această metodă, cunoscută sub numele de procedeul epiclorhidrinei, este utilizată pentru a produce derivați cationici de celuloză, care sunt încărcați pozitiv datorită prezenței grupărilor cuaternare de amoniu.
în concluzie:
HMPC este un polimer multifuncțional cu proprietăți chimice excelente, potrivit pentru diverse aplicații în diferite industrii. Sinteza HMPC implică reacția de eterificare a celulozei cu oxidul de propilenă și oxidul de metiletilen în prezența unui catalizator alcalin sau a unui catalizator acid. Proprietățile HMPC pot fi reglate prin controlul DS și concentrația polimerului. Siguranța și biocompatibilitatea HMPC îl fac o alegere favorabilă pentru formulările farmaceutice.
Ora postării: 18-sept-2023