Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je sintetični polimer, pridobljen iz celuloze, ki se običajno uporablja kot zgoščevalec, emulgator in stabilizator v različnih industrijah, kot so živilska, farmacevtska in kozmetična. HMPC je hidroksipropiliran derivat metilceluloze (MC), vodotopnega neionskega celuloznega etra, sestavljenega iz metoksiliranih in hidroksipropiliranih celuloznih enot. HMPC se pogosto uporablja kot pomožna snov v farmacevtskih formulacijah zaradi svoje netoksičnosti, biokompatibilnosti in biorazgradljivosti.
Kemijske lastnosti HMPC:
Kemične lastnosti HMPC so pripisane prisotnosti hidroksilnih in etrskih skupin v njegovi molekularni strukturi. Hidroksilne skupine celuloze je mogoče funkcionalizirati z različnimi kemičnimi reakcijami, kot so eterifikacija, esterifikacija in oksidacija, da se v polimerno ogrodje uvedejo različne funkcionalne skupine. HMPC vsebuje metoksi (-OCH3) in hidroksipropil (-OCH2CHOHCH3) skupini, ki ju je mogoče nadzorovati, da zagotovita različne lastnosti, kot so topnost, viskoznost in geliranje.
HMPC je zelo topen v vodi in pri nizkih koncentracijah tvori bistre, viskozne raztopine. Viskoznost raztopin HMPC je mogoče spremeniti s prilagoditvijo stopnje substitucije (DS) hidroksipropilnih skupin, ki določa število modificiranih hidroksilnih mest na enoto glukoze. Višji kot je DS, nižja je topnost in večja je viskoznost raztopine HMPC. To lastnost lahko uporabimo za nadzor sproščanja učinkovin iz farmacevtskih oblik.
HMPC kaže tudi psevdoplastično obnašanje, kar pomeni, da se viskoznost zmanjšuje z naraščajočo strižno hitrostjo. Zaradi te lastnosti je primeren kot zgoščevalec za tekoče formulacije, ki morajo vzdržati strižne sile med obdelavo ali nanašanjem.
HMPC je termično stabilen do določene temperature, nad katero se začne razgrajevati. Temperatura razgradnje HMPC je odvisna od DS in koncentracije polimera v raztopini. Temperaturno območje razgradnje HMPC naj bi bilo 190–330 °C.
Sinteza HMPC:
HMPC se sintetizira z reakcijo eterifikacije celuloze s propilen oksidom in metiletilen oksidom v prisotnosti alkalnega katalizatorja. Reakcija poteka v dveh korakih: najprej se metilne skupine celuloze nadomestijo s propilen oksidom, nato pa se hidroksilne skupine nadalje nadomestijo z metil etilen oksidom. DS HMPC je mogoče nadzorovati s prilagajanjem molskega razmerja propilen oksida in celuloze med postopkom sinteze.
Reakcijo običajno izvajamo v vodnem mediju pri povišani temperaturi in tlaku. Osnovni katalizator je običajno natrijev ali kalijev hidroksid, ki poveča reaktivnost celuloznih hidroksilnih skupin proti epoksidnim obročem propilen oksida in metiletilen oksida. Reakcijski produkt nato nevtraliziramo, speremo in posušimo, da dobimo končni produkt HMPC.
HMPC je mogoče sintetizirati tudi z reakcijo celuloze s propilen oksidom in epiklorohidrinom v prisotnosti kislih katalizatorjev. Ta metoda, znana kot epiklorohidrinski postopek, se uporablja za proizvodnjo kationskih celuloznih derivatov, ki so pozitivno nabiti zaradi prisotnosti kvarternih amonijevih skupin.
v zaključku:
HMPC je večnamenski polimer z odličnimi kemijskimi lastnostmi, primeren za različne aplikacije v različnih industrijah. Sinteza HMPC vključuje reakcijo eterifikacije celuloze s propilen oksidom in metiletilen oksidom v prisotnosti alkalnega ali kislega katalizatorja. Lastnosti HMPC je mogoče nastaviti z nadzorom DS in koncentracije polimera. Zaradi varnosti in biokompatibilnosti je HMPC ugodna izbira za farmacevtske formulacije.
Čas objave: 18. september 2023