Hidroksipropil metilselüloz (HPMC), selülozdan türetilen sentetik bir polimerdir ve gıda, ilaç ve kozmetik gibi çeşitli endüstrilerde yaygın olarak koyulaştırıcı, emülgatör ve stabilizatör olarak kullanılır. HMPC, metoksilenmiş ve hidroksipropillenmiş selüloz birimlerinden oluşan, suda çözünür bir noniyonik selüloz eter olan metilselülozun (MC) hidroksipropillenmiş bir türevidir. HMPC, toksik olmaması, biyouyumluluğu ve biyolojik olarak parçalanabilirliği nedeniyle farmasötik formülasyonlarda yardımcı madde olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
HMPC'nin kimyasal özellikleri:
HMPC'nin kimyasal özellikleri, moleküler yapısında hidroksil ve eter gruplarının varlığına atfedilir. Selülozun hidroksil grupları, polimer omurgasına farklı fonksiyonel gruplar eklemek için eterifikasyon, esterifikasyon ve oksidasyon gibi çeşitli kimyasal reaksiyonlar yoluyla fonksiyonelleştirilebilir. HMPC, çözünürlük, viskozite ve jelleşme gibi farklı özellikler sağlamak üzere kontrol edilebilen hem metoksi (-OCH3) hem de hidroksipropil (-OCH2CHOHCH3) gruplarını içerir.
HMPC suda oldukça çözünür ve düşük konsantrasyonlarda berrak, viskoz çözeltiler oluşturur. HMPC çözeltilerinin viskozitesi, glikoz birimi başına değiştirilmiş hidroksil bölgelerinin sayısını belirleyen hidroksipropil gruplarının ikame derecesi (DS) ayarlanarak değiştirilebilir. DS ne kadar yüksek olursa, HMPC çözeltisinin çözünürlüğü o kadar düşük ve viskozitesi o kadar yüksek olur. Bu özellik, aktif bileşenlerin farmasötik formülasyonlardan salınmasını kontrol etmek için kullanılabilir.
HMPC ayrıca psödoplastik davranış da sergiler; bu, artan kesme hızıyla birlikte viskozitenin azaldığı anlamına gelir. Bu özellik, işleme veya uygulamalar sırasında kesme kuvvetlerine dayanması gereken sıvı formülasyonlar için koyulaştırıcı olarak uygun olmasını sağlar.
HMPC belirli bir sıcaklığa kadar termal olarak stabildir ve bu sıcaklığın üzerinde bozulmaya başlar. HMPC'nin bozunma sıcaklığı DS'ye ve çözeltideki polimerin konsantrasyonuna bağlıdır. HMPC'nin bozunma sıcaklığı aralığının 190-330°C olduğu rapor edilmektedir.
HMPC'nin sentezi:
HMPC, bir alkalin katalizör varlığında selülozun propilen oksit ve metiletilen oksit ile eterifikasyon reaksiyonuyla sentezlenir. Reaksiyon iki aşamada ilerler: ilk önce selülozun metil gruplarının yerini propilen oksit alır ve ardından hidroksil gruplarının yerini metil etilen oksit alır. HMPC'nin DS'si, sentez işlemi sırasında propilen oksidin selüloza molar oranının ayarlanmasıyla kontrol edilebilir.
Reaksiyon genellikle sulu bir ortamda yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleştirilir. Temel katalizör genellikle selüloz hidroksil gruplarının propilen oksit ve metiletilen oksitin epoksit halkalarına karşı reaktivitesini artıran sodyum veya potasyum hidroksittir. Reaksiyon ürünü daha sonra nötralize edilir, yıkanır ve kurutularak nihai HMPC ürünü elde edilir.
HMPC ayrıca selülozun propilen oksit ve epiklorohidrin ile asit katalizörlerin varlığında reaksiyona sokulmasıyla da sentezlenebilir. Epiklorohidrin işlemi olarak bilinen bu yöntem, kuaterner amonyum gruplarının varlığı nedeniyle pozitif yüklü katyonik selüloz türevleri üretmek için kullanılır.
Sonuç olarak:
HMPC, farklı endüstrilerdeki çeşitli uygulamalara uygun, mükemmel kimyasal özelliklere sahip çok işlevli bir polimerdir. HMPC'nin sentezi, bir alkalin katalizör veya bir asidik katalizör varlığında selülozun propilen oksit ve metiletilen oksit ile eterifikasyon reaksiyonunu içerir. HMPC'nin özellikleri, polimerin DS'si ve konsantrasyonu kontrol edilerek ayarlanabilir. HMPC'nin güvenliği ve biyouyumluluğu, onu farmasötik formülasyonlar için uygun bir seçim haline getirmektedir.
Gönderim zamanı: 18 Eylül 2023