Hidroksipropil Metil Selüloz Asetat ve Propiyonat Sentezi

Hammadde olarak hidroksipropil metilselüloz (HPMC), esterifikasyon ajanları olarak asetik anhidrit ve propiyonik anhidrit kullanılarak, piridin ile hazırlanan hidroksipropil metilselüloz asetat ve hidroksipropil metilselüloz Selüloz propiyonat içindeki esterifikasyon reaksiyonu. Sistemde kullanılan solvent miktarı değiştirilerek daha iyi özelliklere ve ikame derecesine sahip bir ürün elde edildi. İkame derecesi titrasyon yöntemiyle belirlendi ve ürün karakterize edildi ve performans açısından test edildi. Sonuçlar reaksiyon sisteminin 110°C'de reaksiyona girdiğini gösterdi.°C'de 1-2.5 saat bekletildi ve reaksiyondan sonra çökeltici madde olarak deiyonize su kullanıldı ve ikame derecesi 1'den büyük (teorik ikame derecesi 2 idi) toz halinde ürünler elde edilebildi. Etil ester, aseton, aseton/su vb. gibi çeşitli organik çözücülerde iyi çözünürlüğe sahiptir.

Anahtar kelimeler: hidroksipropil metilselüloz; hidroksipropil metilselüloz asetat; hidroksipropil metilselüloz propiyonat

Hidroksipropilmetilselüloz (HPMC), iyonik olmayan bir polimer bileşiği ve geniş bir kullanım alanına sahip bir selüloz eterdir. Mükemmel bir kimyasal katkı maddesi olan HPMC, çeşitli alanlarda sıklıkla kullanılır ve “endüstriyel monosodyum glutamat” olarak adlandırılır. Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) yalnızca iyi emülsifiye etme, koyulaştırma ve bağlama fonksiyonlarına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda nemi korumak ve kolloidleri korumak için de kullanılabilir. Gıda, ilaç, kaplama, tekstil, tarım gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. . Hidroksipropil metilselülozun modifikasyonu, bazı özelliklerini değiştirerek belirli bir alanda daha iyi kullanılmasını sağlayabilir. Monomerinin moleküler formülü C10H18O6'dır.

Son yıllarda hidroksipropil metilselüloz türevleri üzerine yapılan araştırmalar giderek ilgi odağı haline geldi. Hidroksipropil metilselülozun modifiye edilmesiyle farklı özelliklere sahip çeşitli türev bileşikler elde edilebilir. Örneğin asetil gruplarının eklenmesi tıbbi kaplama filmlerinin esnekliğini değiştirebilir.

Hidroksipropil metilselülozun modifikasyonu genellikle konsantre sülfürik asit gibi bir asit katalizörünün varlığında gerçekleştirilir. Deneyde genellikle çözücü olarak asetik asit kullanılır. Reaksiyon koşulları zahmetli ve zaman alıcıdır ve elde edilen ürünün ikame derecesi düşüktür. (1'den az).

Bu yazıda, hidroksipropil metilselüloz asetat ve hidroksipropil metilselüloz propiyonat hazırlamak üzere hidroksipropil metilselülozun modifiye edilmesi amacıyla esterifikasyon maddeleri olarak asetik anhidrit ve propiyonik anhidrit kullanıldı. Çözücü seçimi (piridin), çözücü dozajı vb. gibi koşulların araştırılmasıyla, nispeten basit bir yöntemle daha iyi özelliklere ve ikame derecesine sahip bir ürünün elde edilebileceği umulmaktadır. Bu yazıda, deneysel araştırma yoluyla, toz halinde bir çökeltiye ve 1'den büyük bir ikame derecesine sahip hedef ürün elde edildi; bu, hidroksipropil metilselüloz asetat ve hidroksipropil metilselüloz propiyonat üretimi için bazı teorik rehberlik sağladı.

1. Deneysel kısım

1.1 Malzemeler ve reaktifler

Farmasötik sınıf hidroksipropil metilselüloz (KIMA CHEMICAL CO.,LTD, 60HD100, metoksil kütle fraksiyonu %28-%30, hidroksipropoksil kütle fraksiyonu %7-%12); asetik anhidrit, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; Propiyonik Anhidrit, AR, Batı Asya Reaktifi; Pyridin, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; Metanol, etanol, eter, etil asetat, aseton, NaOH ve HCl ticari olarak analitik olarak saf olarak temin edilebilir.

KDM termostatlı elektrikli ısıtma mantosu, JJ-1A hız ölçen dijital ekranlı elektrikli karıştırıcı, NEXUS 670 Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometre.

1.2 Hidroksipropil metilselüloz asetatın hazırlanması

Üç boyunlu şişeye belirli miktarda piridin ilave edildi ve ardından buraya 2.5 g hidroksipropil metilselüloz ilave edildi, reaktanlar eşit şekilde karıştırıldı ve sıcaklık 110°C'ye yükseltildi.°C. 4 mL asetik anhidrit ekleyin, 110°C'de reaksiyona sokun°1 saat boyunca C'de ısıtmayı durdurun, oda sıcaklığına soğutun, ürünü çökeltmek için büyük miktarda deiyonize su ekleyin, emme ile filtreleyin, eluat nötr hale gelinceye kadar birkaç kez deiyonize suyla yıkayın ve ürünü kurutun.

1.3 Hidroksipropil metilselüloz propiyonat hazırlanması

Üç boyunlu şişeye belirli miktarda piridin ilave edildi ve ardından buraya 0,5 g hidroksipropil metilselüloz ilave edildi, reaktanlar eşit şekilde karıştırıldı ve sıcaklık 110°C'ye yükseltildi.°C. 1,1 mL propiyonik anhidrit ekleyin, 110°C'de reaksiyona sokun°2,5 saat boyunca C'de ısıtmayı durdurun, oda sıcaklığına soğutun, ürünü çökeltmek için büyük miktarda deiyonize su ekleyin, emme ile filtreleyin, eluat orta özellikte olana kadar birkaç kez deiyonize suyla yıkayın, ürünü kuru olarak saklayın.

1.4 Kızılötesi spektroskopinin belirlenmesi

Hidroksipropil metilselüloz, hidroksipropil metilselüloz asetat, hidroksipropil metilselüloz propiyonat ve KBr sırasıyla karıştırıldı ve öğütüldü ve daha sonra kızılötesi spektrumu belirlemek için tabletler halinde preslendi.

1.5 Oyuncu değişikliği derecesinin belirlenmesi

0,5 mol/L konsantrasyona sahip NaOH ve HCl çözeltileri hazırlayın ve tam konsantrasyonu belirlemek için kalibrasyon yapın; 0,5 g hidroksipropilmetilselüloz asetatı (hidroksipropilmetilselüloz propiyonik asit esteri) 250 mL'lik bir Erlenmeyer şişesine tartın, 25 mL aseton ve 3 damla fenolftalein indikatörü ekleyin, iyice karıştırın, ardından 25 mL NaOH çözeltisi ekleyin, karıştırın ve bir elektromanyetik karıştırıcı üzerinde sabunlaştırın. 2 saat; Solüsyonun kırmızı rengi kayboluncaya kadar HCI ile titre edin, tüketilen hidroklorik asitin V1 (V2) hacmini kaydedin; Hidroksipropil metilselüloz tarafından tüketilen hidroklorik asit hacmini (VO) ölçmek ve ikame derecesini hesaplamak için aynı yöntemi kullanın.

1.6 Çözünürlük deneyi

Uygun miktarda sentetik ürün alın, organik çözücüye ekleyin, hafifçe çalkalayın ve maddenin çözünmesini gözlemleyin.

2. Sonuçlar ve Tartışma

2.1 Piridin (çözücü) miktarının etkisi

Farklı miktarlarda piridin'in hidroksipropilmetilselüloz asetat ve hidroksipropilmetilselüloz propiyonat morfolojisi üzerine etkileri. Çözücü miktarı az olduğunda makromoleküler zincirin uzayabilirliği ve sistemin viskozitesi azalacak, böylece reaksiyon sisteminin esterleşme derecesi azalacak ve ürün büyük bir kütle halinde çökecektir. Çözücü miktarı çok düşük olduğunda, reaktantın bir topak halinde yoğunlaşması ve kabın duvarına yapışması kolaydır; bu, yalnızca reaksiyonun gerçekleştirilmesi için elverişsiz olmakla kalmaz, aynı zamanda reaksiyondan sonraki işleme büyük rahatsızlık verir. . Hidroksipropil metilselüloz asetat sentezinde kullanılan solvent miktarı 150 mL/2 g; hidroksipropil metilselüloz propiyonat sentezi için 80 mL/0,5 g olarak seçilebilir.

2.2 Kızılötesi spektrum analizi

Hidroksipropil metilselüloz ve hidroksipropil metilselüloz asetatın kızılötesi karşılaştırma tablosu. Hammadde ile karşılaştırıldığında, hidroksipropil metilselüloz asetat ürününün kızılötesi spektrogramı daha belirgin bir değişikliğe sahiptir. Ürünün kızılötesi spektrumunda 1740cm-1'de güçlü bir zirve belirdi; bu, bir karbonil grubunun üretildiğini gösterir; Ayrıca OH'nin 3500cm-1'deki gerilme titreşim zirvesinin şiddeti, hammaddeninkinden çok daha düşüktü, bu da -OH'da bir reaksiyon olduğunu gösteriyordu.

Hidroksipropil metilselüloz propiyonat ürününün kızılötesi spektrogramı da ham maddeye kıyasla önemli ölçüde değişti. Ürünün kızılötesi spektrumunda 1740 cm-1'de güçlü bir pik belirdi; bu, bir karbonil grubunun üretildiğini gösterir; Ayrıca 3500 cm-1'deki OH gerilme titreşim tepe şiddeti ham maddeninkinden çok daha düşüktü, bu da bir OH'nin reaksiyona girdiğini gösteriyordu.

2.3 Oyuncu değişikliği derecesinin belirlenmesi

2.3.1 Hidroksipropil metilselüloz asetatın ikame derecesinin belirlenmesi

Hidroksipropil metilselülozun her biriminde iki bir OH bulunduğundan ve selüloz asetat, bir OH'deki H'nin bir COCH3 ile değiştirilmesiyle elde edilen bir ürün olduğundan, teorik maksimum ikame derecesi (Ds) 2'dir.

2.3.2 Hidroksipropil metilselüloz propiyonat ikame derecesinin belirlenmesi

2.4 Ürünün çözünürlüğü

Sentezlenen iki madde benzer çözünürlük özelliklerine sahipti ve hidroksipropil metilselüloz asetat, hidroksipropil metilselüloz propiyonattan biraz daha fazla çözünürdü. Sentetik ürün aseton, etil asetat, aseton/su karışımı solvent içinde çözülebilir ve daha fazla seçiciliğe sahiptir. Ayrıca aseton/su karışımlı solventin içerdiği nem, kaplama malzemesi olarak kullanıldığında selüloz türevlerini daha güvenli ve çevre dostu hale getirebilir.

3. Sonuç

(1) Hidroksipropil metilselüloz asetatın sentez koşulları aşağıdaki gibidir: 2,5 g hidroksipropil metilselüloz, esterifikasyon maddesi olarak asetik anhidrit, çözücü olarak 150 mL piridin, reaksiyon sıcaklığı 110°C° C ve reaksiyon süresi 1 saattir.

(2) Hidroksipropil metilselüloz asetatın sentez koşulları şöyledir: 0,5 g hidroksipropil metilselüloz, esterifikasyon maddesi olarak propiyonik anhidrit, çözücü olarak 80 mL piridin, reaksiyon sıcaklığı 110°C°C ve reaksiyon süresi 2,5 saattir.

(3) Bu koşul altında sentezlenen selüloz türevleri, iyi derecede ikame ile doğrudan ince tozlar halindedir ve bu iki selüloz türevi, etil asetat, aseton ve aseton/su gibi çeşitli organik çözücüler içinde çözülebilir.