Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) är en syntetisk polymer som härrör från cellulosa och används ofta som förtjockningsmedel, emulgeringsmedel och stabilisator i olika industrier som livsmedel, läkemedel och kosmetika. HMPC är ett hydroxipropylerat derivat av metylcellulosa (MC), en vattenlöslig nonjonisk cellulosaeter som består av metoxylerade och hydroxipropylerade cellulosaenheter. HMPC används i stor utsträckning som hjälpämne i farmaceutiska formuleringar på grund av dess icke-toxicitet, biokompatibilitet och biologiska nedbrytbarhet.
HMPC kemiska egenskaper:
De kemiska egenskaperna hos HMPC tillskrivs närvaron av hydroxyl- och etergrupper i dess molekylära struktur. Hydroxylgrupperna i cellulosa kan funktionaliseras genom olika kemiska reaktioner, såsom företring, förestring och oxidation, för att introducera olika funktionella grupper i polymerens huvudkedja. HMPC innehåller både metoxi (-OCH3) och hydroxipropyl (-OCH2CHOHCH3) grupper, som kan kontrolleras för att ge olika egenskaper såsom löslighet, viskositet och gelning.
HMPC är mycket lösligt i vatten och bildar klara, viskösa lösningar i låga koncentrationer. Viskositeten för HMPC-lösningar kan ändras genom att justera substitutionsgraden (DS) för hydroxipropylgrupperna, vilket bestämmer antalet modifierade hydroxylställen per glukosenhet. Ju högre DS, desto lägre är lösligheten och desto högre viskositet har HMPC-lösningen. Denna egenskap kan användas för att kontrollera frisättningen av aktiva ingredienser från farmaceutiska formuleringar.
HMPC uppvisar också pseudoplastiskt beteende, vilket innebär att viskositeten minskar med ökande skjuvhastighet. Denna egenskap gör den lämplig som förtjockningsmedel för flytande formuleringar som behöver motstå skjuvkrafter under bearbetning eller applicering.
HMPC är termiskt stabil upp till en viss temperatur, över vilken den börjar brytas ned. Nedbrytningstemperaturen för HMPC beror på DS och koncentrationen av polymeren i lösningen. Nedbrytningstemperaturområdet för HMPC rapporteras vara 190-330°C.
Syntes av HMPC:
HMPC syntetiseras genom företringsreaktion av cellulosa med propylenoxid och metyletylenoxid i närvaro av en alkalisk katalysator. Reaktionen fortskrider i två steg: först ersätts metylgrupperna i cellulosa med propylenoxid och sedan ersätts hydroxylgrupperna ytterligare med metyletylenoxid. DS för HMPC kan kontrolleras genom att justera molförhållandet mellan propylenoxid och cellulosa under syntesprocessen.
Reaktionen utförs vanligtvis i ett vattenhaltigt medium vid förhöjd temperatur och tryck. Den grundläggande katalysatorn är vanligtvis natrium- eller kaliumhydroxid, vilket ökar reaktiviteten hos cellulosahydroxylgrupper mot epoxidringarna av propylenoxid och metyletylenoxid. Reaktionsprodukten neutraliseras sedan, tvättas och torkas för att erhålla den slutliga HMPC-produkten.
HMPC kan också syntetiseras genom att reagera cellulosa med propylenoxid och epiklorhydrin i närvaro av sura katalysatorer. Denna metod, känd som epiklorhydrinprocessen, används för att producera katjoniska cellulosaderivat, som är positivt laddade på grund av närvaron av kvartära ammoniumgrupper.
avslutningsvis:
HMPC är en multifunktionell polymer med utmärkta kemiska egenskaper lämplig för olika applikationer inom olika industrier. Syntesen av HMPC involverar företringsreaktionen av cellulosa med propylenoxid och metyletylenoxid i närvaro av en alkalisk katalysator eller en sur katalysator. Egenskaperna för HMPC kan ställas in genom att kontrollera DS och koncentrationen av polymeren. Säkerheten och biokompatibiliteten för HMPC gör det till ett gynnsamt val för farmaceutiska formuleringar.
Posttid: 2023-09-18