Focus on Cellulose ethers

Химические свойства и синтез гидроксипропилметилцеллюлозы (ГМПК)

Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) представляет собой синтетический полимер, полученный из целлюлозы, и обычно используется в качестве загустителя, эмульгатора и стабилизатора в различных отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая и косметическая. HMPC представляет собой гидроксипропилированное производное метилцеллюлозы (MC), водорастворимого неионогенного эфира целлюлозы, состоящего из метоксилированных и гидроксипропилированных звеньев целлюлозы. HMPC широко используется в качестве вспомогательного вещества в фармацевтических препаратах из-за его нетоксичности, биосовместимости и биоразлагаемости.

Химические свойства ГМПК:

Химические свойства ГМПК объясняются наличием в его молекулярной структуре гидроксильных и эфирных групп. Гидроксильные группы целлюлозы можно функционализировать посредством различных химических реакций, таких как этерификация, этерификация и окисление, для введения различных функциональных групп в основную цепь полимера. HMPC содержит как метокси (-OCH3), так и гидроксипропильные (-OCH2CHOHCH3) группы, которыми можно управлять для обеспечения различных свойств, таких как растворимость, вязкость и гелеобразование.

ГМПК хорошо растворим в воде, образуя прозрачные вязкие растворы при низких концентрациях. Вязкость растворов ГМПК можно изменять, регулируя степень замещения (DS) гидроксипропильных групп, которая определяет количество модифицированных гидроксильных центров на единицу глюкозы. Чем выше DS, тем ниже растворимость и выше вязкость раствора ГМПК. Это свойство можно использовать для контроля высвобождения активных ингредиентов из фармацевтических составов.

HMPC также демонстрирует псевдопластическое поведение, а это означает, что вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига. Это свойство делает его подходящим в качестве загустителя для жидких составов, которым необходимо выдерживать сдвиговые усилия во время обработки или применения.

ГМПК термически стабилен до определенной температуры, выше которой он начинает разлагаться. Температура разложения ГМПК зависит от СВ и концентрации полимера в растворе. Сообщается, что диапазон температур разложения HMPC составляет 190-330°C.

Синтез ГМПК:

ГМПК синтезируется реакцией этерификации целлюлозы оксидом пропилена и оксидом метилэтилена в присутствии щелочного катализатора. Реакция протекает в две стадии: сначала метильные группы целлюлозы заменяются оксидом пропилена, а затем гидроксильные группы дополнительно заменяются оксидом метилэтилена. DS HMPC можно контролировать, регулируя молярное соотношение пропиленоксида к целлюлозе в процессе синтеза.

Реакцию обычно проводят в водной среде при повышенной температуре и давлении. Основным катализатором обычно является гидроксид натрия или калия, который повышает реакционную способность гидроксильных групп целлюлозы по отношению к эпоксидным кольцам пропиленоксида и метилэтиленоксида. Продукт реакции затем нейтрализуют, промывают и сушат с получением конечного продукта ГМПК.

ГМПК также можно синтезировать путем взаимодействия целлюлозы с оксидом пропилена и эпихлоргидрином в присутствии кислотных катализаторов. Этот метод, известный как эпихлоргидриновый процесс, используется для получения катионных производных целлюлозы, которые имеют положительный заряд из-за присутствия четвертичных аммониевых групп.

в заключение:

HMPC — многофункциональный полимер с превосходными химическими свойствами, подходящий для различных применений в различных отраслях промышленности. Синтез ГМПК включает реакцию этерификации целлюлозы оксидом пропилена и оксидом метилэтилена в присутствии щелочного катализатора или кислотного катализатора. Свойства HMPC можно регулировать, контролируя DS и концентрацию полимера. Безопасность и биосовместимость HMPC делают его предпочтительным выбором для фармацевтических составов.


Время публикации: 18 сентября 2023 г.
Онлайн-чат WhatsApp!