Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ), такође позната као хипромелоза, је свестрани полимер који се користи у разним индустријама, укључујући фармацеутске производе, храну и грађевинарство. То је дериват целулозе модификован хемијском реакцијом како би се побољшала његова својства. Овај полимер карактерише растворљивост у води, биокомпатибилност и способност стварања филма.
Хемијска структура хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ):
Хидроксипропил метилцелулоза се добија од целулозе, природног полисахарида који се налази у зидовима биљних ћелија. Хемијска структура ХПМЦ карактерише присуство хидроксипропил и метил група на целулозној кичми.
Целулозна кичма:
Целулоза је линеарни полисахарид састављен од јединица глукозе повезаних β-1,4-гликозидним везама. Понављајуће јединице формирају дугачке, круте ланце који обезбеђују структурну основу за ХПМЦ.
метил:
Метил групе (ЦХ3) се уводе у целулозну кичму кроз хемијску реакцију са метанолом. Ова замена повећава хидрофобност полимера, утичући на његову растворљивост и својства стварања филма.
хидроксипропил:
Хидроксипропил групе (Ц3Х6О) су везане за целулозну кичму реакцијом са пропилен оксидом. Ове хидроксипропилне групе доприносе растворљивости ХПМЦ у води и утичу на њен вискозитет.
Степен супституције (ДС) метил и хидроксипропил група може да варира, утичући на укупне перформансе ХПМЦ. ДС се односи на просечан број супституената по јединици глукозе у целулозном ланцу.
Синтеза хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ):
Синтеза ХПМЦ укључује неколико хемијских корака који уводе метил и хидроксипропил групе у целулозну кичму. Кључне реакције укључују етерификацију са метил хлоридом и хидроксипропилацију са пропилен оксидом. Ево поједностављеног прегледа:
Активација целулозе:
Процес почиње активирањем целулозе употребом базе, обично натријум хидроксида. Овај корак повећава реактивност целулозних хидроксилних група за наредне реакције.
метилација:
Метил хлорид се користи за увођење метил група. Целулоза реагује са метил хлоридом у присуству базе, што доводи до замене хидроксилних група метил групама.
реакција:
Целулоза-ОХ+ЦХ3Цл→Целулоза-ОМе+Целулозни хидрохлорид-ОХ+ЦХ3Цл→Целулоза-ОМе+ХЦл
хидроксипропилација:
Хидроксипропил групе су везане за целулозну кичму помоћу пропилен оксида. Реакција се обично одвија у алкалном медијуму и степен хидроксипропилације се контролише да би се постигла жељена својства.
реакција:
Целулоза-ОХ+Ц3Х6 кисеоник→Целулоза-О-(ЦХ2ЦХ(ОХ)ЦХ3)+Х2 кисеоник Целулоза-ОХ+Ц3Х6О→Целулоза-О-(ЦХ2ЦХ(ОХ)ЦХ3)+Х2 кисеоник
Неутрализација и пречишћавање:
Добијени производ се неутралише да би се уклонили сви преостали кисели или базни остаци. Кораци пречишћавања као што су прање и филтрација се изводе да би се добили висококвалитетни ХПМЦ производи.
Хемијска својства хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ):
растворљивост:
ХПМЦ је лако растворљив у хладној води, а растворљивост се може подесити променом степена супституције. Виши нивои замене генерално резултирају повећаном растворљивошћу.
Формирање филма:
ХПМЦ има одлична својства стварања филма, што га чини погодним за апликације као што су фармацеутски премази и паковање хране. Добијени филм је провидан и обезбеђује гасну баријеру.
Термална гелација:
Термичка гелација је јединствено својство ХПМЦ. Гел се формира када се загреје, а јачина гела зависи од фактора као што су концентрација и молекулска тежина.
вискозитет:
На вискозитет ХПМЦ раствора утиче степен супституције и концентрације. Као згушњивач, широко се користи у разним индустријама.
Површинска активност:
ХПМЦ има својства слична сурфактантима која доприносе његовим способностима емулговања и стабилизације у формулацијама.
Биокомпатибилност:
ХПМЦ се сматра биокомпатибилним, што га чини погодним за употребу у фармацеутским производима, укључујући формулације лекова са контролисаним ослобађањем.
Примене хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ):
дрога:
ХПМЦ се обично користи као везива, филмске облоге и матрице са контролисаним ослобађањем у фармацеутским формулацијама.
постави:
У грађевинској индустрији, ХПМЦ се користи као средство за задржавање воде у материјалима на бази цемента, побољшавајући обрадивост и смањујући сегрегацију воде.
прехрамбена индустрија:
ХПМЦ се користи у прехрамбеној индустрији као згушњивач, стабилизатор и средство за желирање. Често се користи у производима као што су сосеви, супе и сладолед.
Производи за личну негу:
Употреба у индустрији козметике и личне неге ХПМЦ се користи у производима као што су креме и лосиони због својих згушњавајућих и емулгујућих својстава.
Боје и премази:
ХПМЦ се додаје бојама и премазима ради повећања вискозитета, стабилности и задржавања воде.
у закључку:
Хидроксипропил метилцелулоза је свестран полимер са широким спектром примене због својих јединствених хемијских својстава. Синтеза ХПМЦ укључује увођење метил и хидроксипропил група у целулозну кичму, што резултира у води растворљивом и биокомпатибилном полимеру. Његова разноврсна примена у фармацеутској индустрији, грађевинарству, храни и личној нези наглашава њен значај у различитим индустријама. Како се истраживање наставља, даље модификације и напредак у ХПМЦ технологији могу проширити њену корисност и побољшати њене перформансе у постојећим и новим апликацијама.
Време поста: 18.12.2023