Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je syntetický polymér odvodený od celulózy a bežne sa používa ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor v rôznych priemyselných odvetviach, ako sú potraviny, liečivá a kozmetika. HMPC je hydroxypropylovaný derivát metylcelulózy (MC), vo vode rozpustný neiónový éter celulózy zložený z metoxylovaných a hydroxypropylovaných celulózových jednotiek. HMPC je široko používaný ako pomocná látka vo farmaceutických formuláciách kvôli svojej netoxicite, biokompatibilite a biologickej odbúrateľnosti.
Chemické vlastnosti HMPC:
Chemické vlastnosti HMPC sa pripisujú prítomnosti hydroxylových a éterových skupín v jeho molekulárnej štruktúre. Hydroxylové skupiny celulózy môžu byť funkcionalizované rôznymi chemickými reakciami, ako je éterifikácia, esterifikácia a oxidácia, aby sa do hlavného reťazca polyméru zaviedli rôzne funkčné skupiny. HMPC obsahuje metoxy (-OCH3) aj hydroxypropylové (-OCH2CHOHCH3) skupiny, ktoré možno regulovať tak, aby poskytovali rôzne vlastnosti, ako je rozpustnosť, viskozita a gélovatenie.
HMPC je vysoko rozpustný vo vode a pri nízkych koncentráciách vytvára číre, viskózne roztoky. Viskozita roztokov HMPC sa môže zmeniť úpravou stupňa substitúcie (DS) hydroxypropylových skupín, ktorý určuje počet modifikovaných hydroxylových miest na jednotku glukózy. Čím vyšší je DS, tým nižšia je rozpustnosť a tým vyššia je viskozita roztoku HMPC. Táto vlastnosť môže byť použitá na riadenie uvoľňovania aktívnych zložiek z farmaceutických formulácií.
HMPC tiež vykazuje pseudoplastické správanie, čo znamená, že viskozita klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou šmyku. Táto vlastnosť ho robí vhodným ako zahusťovadlo pre kvapalné prípravky, ktoré musia odolávať šmykovým silám počas spracovania alebo aplikácií.
HMPC je tepelne stabilný do určitej teploty, nad ktorou začína degradovať. Teplota degradácie HMPC závisí od DS a koncentrácie polyméru v roztoku. Teplotný rozsah degradácie HMPC je 190-330 °C.
Syntéza HMPC:
HMPC sa syntetizuje éterifikačnou reakciou celulózy s propylénoxidom a metyletylénoxidom v prítomnosti alkalického katalyzátora. Reakcia prebieha v dvoch krokoch: najprv sú metylové skupiny celulózy nahradené propylénoxidom a potom sú hydroxylové skupiny ďalej nahradené metyletylénoxidom. DS HMPC možno kontrolovať úpravou molárneho pomeru propylénoxidu k celulóze počas procesu syntézy.
Reakcia sa zvyčajne uskutočňuje vo vodnom médiu pri zvýšenej teplote a tlaku. Zásaditým katalyzátorom je zvyčajne hydroxid sodný alebo draselný, ktorý zvyšuje reaktivitu hydroxylových skupín celulózy voči epoxidovým kruhom propylénoxidu a metyletylénoxidu. Reakčný produkt sa potom neutralizuje, premyje a suší, čím sa získa konečný produkt HMPC.
HMPC možno tiež syntetizovať reakciou celulózy s propylénoxidom a epichlórhydrínom v prítomnosti kyslých katalyzátorov. Táto metóda, známa ako epichlórhydrínový proces, sa používa na výrobu katiónových derivátov celulózy, ktoré sú pozitívne nabité vďaka prítomnosti kvartérnych amóniových skupín.
na záver:
HMPC je multifunkčný polymér s vynikajúcimi chemickými vlastnosťami vhodný pre rôzne aplikácie v rôznych priemyselných odvetviach. Syntéza HMPC zahŕňa éterifikačnú reakciu celulózy s propylénoxidom a metyletylénoxidom v prítomnosti alkalického katalyzátora alebo kyslého katalyzátora. Vlastnosti HMPC je možné vyladiť riadením DS a koncentrácie polyméru. Bezpečnosť a biokompatibilita HMPC z neho robí výhodnú voľbu pre farmaceutické formulácie.
Čas odoslania: 18. september 2023