Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) — це синтетичний полімер, отриманий із целюлози, який зазвичай використовується як загусник, емульгатор і стабілізатор у різних галузях промисловості, таких як харчова, фармацевтична та косметична. HMPC є гідроксипропілованим похідним метилцелюлози (MC), водорозчинного неіонного ефіру целюлози, що складається з ланок метоксилованої та гідроксипропілованої целюлози. HMPC широко використовується як допоміжна речовина у фармацевтичних композиціях завдяки своїй нетоксичності, біосумісності та здатності до біологічного розкладання.
Хімічні властивості HMPC:
Хімічні властивості HMPC пояснюються наявністю гідроксильних і ефірних груп у його молекулярній структурі. Гідроксильні групи целюлози можна функціоналізувати за допомогою різних хімічних реакцій, таких як етерифікація, етерифікація та окислення, щоб ввести різні функціональні групи в полімерну основу. HMPC містить як метокси (-OCH3), так і гідроксипропіл (-OCH2CHOHCH3) групи, які можна контролювати, щоб забезпечити різні властивості, такі як розчинність, в’язкість і гелеутворення.
HMPC добре розчинний у воді, утворюючи прозорі в’язкі розчини при низьких концентраціях. В’язкість розчинів HMPC можна змінити, регулюючи ступінь заміщення (DS) гідроксипропілових груп, що визначає кількість модифікованих гідроксильних центрів на одиницю глюкози. Чим вищий DS, тим нижча розчинність і вища в’язкість розчину HMPC. Цю властивість можна використовувати для контролю вивільнення активних інгредієнтів із фармацевтичних композицій.
HMPC також демонструє псевдопластичну поведінку, тобто в’язкість зменшується зі збільшенням швидкості зсуву. Ця властивість робить його придатним як загусник для рідких композицій, які повинні витримувати зусилля зсуву під час обробки або застосування.
HMPC термічно стабільний до певної температури, вище якої він починає розкладатися. Температура деградації HMPC залежить від DS і концентрації полімеру в розчині. Повідомляється, що діапазон температур розкладання HMPC становить 190-330 °C.
Синтез HMPC:
HMPC синтезується реакцією етерифікації целюлози пропіленоксидом і метилетиленоксидом у присутності лужного каталізатора. Реакція протікає в два етапи: спочатку метильні групи целюлози замінюються пропіленоксидом, а потім гідроксильні групи додатково замінюються метилетиленоксидом. DS HMPC можна контролювати, регулюючи молярне співвідношення пропіленоксиду до целюлози під час процесу синтезу.
Реакцію зазвичай проводять у водному середовищі при підвищеній температурі і тиску. Основним каталізатором зазвичай є гідроксид натрію або калію, який підвищує реакційну здатність гідроксильних груп целюлози по відношенню до епоксидних кілець пропіленоксиду та метилетиленоксиду. Потім продукт реакції нейтралізують, промивають і сушать для отримання кінцевого продукту HMPC.
HMPC також можна синтезувати шляхом взаємодії целюлози з пропіленоксидом і епіхлоргідрином у присутності кислотних каталізаторів. Цей метод, відомий як епіхлоргідриновий процес, використовується для отримання катіонних похідних целюлози, які мають позитивний заряд через присутність четвертинних амонієвих груп.
на закінчення:
HMPC є багатофункціональним полімером з відмінними хімічними властивостями, придатним для різних застосувань у різних галузях промисловості. Синтез HMPC включає реакцію етерифікації целюлози з пропіленоксидом і метилетиленоксидом у присутності лужного каталізатора або кислотного каталізатора. Властивості HMPC можна регулювати, контролюючи DS і концентрацію полімеру. Безпека та біосумісність HMPC роблять його сприятливим вибором для фармацевтичних композицій.
Час публікації: 18 вересня 2023 р