Hydroxypropyl Methyl Cellulose Acetate اور Propionate کی ترکیب

hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، acetic anhydride اور propionic anhydride کو esterification agents کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، pyridine میں esterification react hydroxypropyl methylcellulose acetate اور hydroxypropyl methylcellulose Cellulose propionate تیار کرتا ہے۔ نظام میں استعمال ہونے والے سالوینٹس کی مقدار کو تبدیل کرکے، بہتر خصوصیات اور متبادل ڈگری کے ساتھ ایک پروڈکٹ حاصل کیا گیا۔ متبادل ڈگری کا تعین ٹائٹریشن طریقہ سے کیا گیا تھا، اور پروڈکٹ کی خصوصیات اور کارکردگی کے لیے جانچ کی گئی تھی۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ رد عمل کا نظام 110 پر رد عمل ظاہر کیا گیا تھا۔°1-2.5 گھنٹے کے لیے C، اور رد عمل کے بعد deionized پانی کو precipitating agent کے طور پر استعمال کیا گیا، اور 1 سے زیادہ متبادل کی ڈگری کے ساتھ پاؤڈری مصنوعات حاصل کی جا سکتی ہیں (متبادل کی نظریاتی ڈگری 2 تھی)۔ اس میں مختلف نامیاتی سالوینٹس جیسے ایتھائل ایسٹر، ایسٹون، ایسٹون/پانی وغیرہ میں اچھی حل پذیری ہے۔

کلیدی الفاظ: hydroxypropyl میتھیل سیلولوز؛ hydroxypropyl methylcellulose acetate؛ ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز پروپیونیٹ

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ایک غیر آئنک پولیمر مرکب اور ایک سیلولوز ایتھر ہے جس کے استعمال کی ایک وسیع رینج ہے۔ ایک بہترین کیمیائی اضافی کے طور پر، HPMC اکثر مختلف شعبوں میں استعمال ہوتا ہے اور اسے "صنعتی مونوسوڈیم گلوٹامیٹ" کہا جاتا ہے۔ Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) میں نہ صرف اچھی ایملسیفائنگ، گاڑھا ہونا، اور بائنڈنگ افعال ہوتے ہیں بلکہ نمی کو برقرار رکھنے اور کولائیڈز کی حفاظت کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ بہت سے شعبوں جیسے خوراک، ادویات، کوٹنگز، ٹیکسٹائل اور زراعت میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ . ہائیڈروکسی پروپیل میتھل سیلولوز میں ترمیم اس کی کچھ خصوصیات کو تبدیل کر سکتی ہے، تاکہ اسے کسی خاص فیلڈ میں بہتر طریقے سے استعمال کیا جا سکے۔ اس کے مونومر کا سالماتی فارمولا C10H18O6 ہے۔

حالیہ برسوں میں، hydroxypropyl methylcellulose derivatives پر تحقیق آہستہ آہستہ ایک گرم مقام بن گئی ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز میں ترمیم کرکے، مختلف خصوصیات کے ساتھ مختلف مشتق مرکبات حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، acetyl گروپوں کا تعارف طبی کوٹنگ فلموں کی لچک کو تبدیل کر سکتا ہے۔

ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز میں ترمیم عام طور پر تیزابی عمل انگیز کی موجودگی میں کی جاتی ہے جیسے کہ مرتکز سلفیورک ایسڈ۔ تجربہ عام طور پر ایک سالوینٹ کے طور پر acetic ایسڈ کا استعمال کرتا ہے۔ رد عمل کے حالات بوجھل اور وقت طلب ہوتے ہیں، اور نتیجے میں آنے والی مصنوعات میں متبادل کی کم ڈگری ہوتی ہے۔ (1 سے کم)۔

اس مقالے میں، ایسٹک اینہائیڈرائیڈ اور پروپیونک اینہائیڈرائیڈ کو ایسٹریفیکیشن ایجنٹوں کے طور پر ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز میں ترمیم کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تاکہ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز ایسٹیٹ اور ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز پروپیونیٹ تیار کیا جا سکے۔ سالوینٹس سلیکشن (پائریڈائن)، سالوینٹ کی خوراک، وغیرہ جیسے حالات کو تلاش کرکے، یہ امید کی جاتی ہے کہ نسبتاً آسان طریقہ کے ذریعے بہتر خصوصیات اور متبادل ڈگری والی مصنوعات حاصل کی جاسکتی ہے۔ اس مقالے میں، تجرباتی تحقیق کے ذریعے، ایک پاؤڈر پریپیٹیٹ اور 1 سے زیادہ متبادل کی ڈگری کے ساتھ ٹارگٹ پروڈکٹ حاصل کیا گیا، جس نے ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایسٹیٹ اور ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز پروپیونیٹ کی تیاری کے لیے کچھ نظریاتی رہنمائی فراہم کی۔

1. تجرباتی حصہ

1.1 مواد اور ری ایجنٹس

فارماسیوٹیکل گریڈ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھل سیلولوز (KIMA CHEMICAL CO., LTD, 60HD100, میتھوکسیل ماس فریکشن 28%-30%, ہائیڈروکسائپروپائل ماس فریکشن 7%-12%)؛ acetic anhydride, AR, Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.; پروپیونک اینہائیڈرائیڈ، اے آر، ویسٹ ایشیا ریجنٹ؛ Pyridine, AR, Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.; میتھانول، ایتھنول، ایتھر، ایتھائل ایسیٹیٹ، ایسیٹون، NaOH اور HCl تجارتی طور پر دستیاب تجزیاتی طور پر خالص ہیں۔

KDM تھرموسٹیٹ الیکٹرک ہیٹنگ مینٹل، JJ-1A سپیڈ ماپنے والا ڈیجیٹل ڈسپلے الیکٹرک سٹیرر، NEXUS 670 Fourier transform infrared spectrometer.

1.2 hydroxypropyl methylcellulose acetate کی تیاری

تین گردن والے فلاسک میں پائریڈین کی ایک خاص مقدار شامل کی گئی، اور پھر اس میں 2.5 گرام ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز شامل کیا گیا، ری ایکٹنٹس کو یکساں طور پر ہلایا گیا، اور درجہ حرارت 110 تک بڑھا دیا گیا۔°C. 4 mL acetic anhydride شامل کریں، 110 پر رد عمل ظاہر کریں۔°C 1 گھنٹہ کے لیے، گرم کرنا بند کریں، کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کریں، پروڈکٹ کو تیز کرنے کے لیے بڑی مقدار میں ڈیونائزڈ پانی شامل کریں، سکشن سے فلٹر کریں، ڈیونائزڈ پانی سے کئی بار دھوئیں جب تک کہ ایلویٹ غیر جانبدار نہ ہو جائے، اور پروڈکٹ کو خشک کریں۔

1.3 hydroxypropyl methylcellulose propionate کی تیاری

تین گردن والے فلاسک میں پائریڈین کی ایک خاص مقدار شامل کی گئی، اور پھر اس میں 0.5 گرام ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز شامل کیا گیا، ری ایکٹنٹس کو یکساں طور پر ہلایا گیا، اور درجہ حرارت 110 تک بڑھا دیا گیا۔°C. پروپیونک اینہائیڈرائیڈ کا 1.1 ملی لیٹر شامل کریں، 110 پر رد عمل ظاہر کریں۔°C 2.5 گھنٹے کے لیے، گرم کرنا بند کریں، کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کریں، پروڈکٹ کو تیز کرنے کے لیے بڑی مقدار میں ڈیونائزڈ پانی شامل کریں، سکشن کے ساتھ فلٹر کریں، ڈیونائزڈ پانی سے کئی بار دھوئیں جب تک کہ ایلیویٹ درمیانے درجے کا نہ ہو، پروڈکٹ کو خشک رکھیں۔

1.4 اورکت سپیکٹروسکوپی کا تعین

hydroxypropyl methylcellulose، hydroxypropyl methylcellulose acetate، hydroxypropyl methylcellulose propionate اور KBr کو بالترتیب ملا کر گرا دیا گیا، اور پھر انفراریڈ سپیکٹرم کا تعین کرنے کے لیے گولیوں میں دبایا گیا۔

1.5 متبادل کی ڈگری کا تعین

NaOH اور HCl حل 0.5 mol/L کے ارتکاز کے ساتھ تیار کریں، اور درست ارتکاز کا تعین کرنے کے لیے انشانکن انجام دیں۔ ایک 250 ملی لیٹر ایرلن میئر فلاسک میں 0.5 جی ہائیڈروکسی پروپیلمیتھیل سیلولوز ایسٹیٹ (ہائیڈروکسائپروپیلمیتھیل سیلولوز پروپیونک ایسڈ ایسٹر) کا وزن کریں، اس میں 25 ملی لیٹر ایسیٹون اور 3 قطرے فینولفتھلین انڈیکیٹر ڈالیں، اچھی طرح مکس کریں، پھر اسٹیٹون کے 25 ملی لیٹر کے حل کے لیے ایسٹیٹون ڈالیں، 2 ح; HCI کے ساتھ ٹائٹریٹ کریں جب تک کہ محلول کا سرخ رنگ غائب نہ ہوجائے، ہائیڈروکلورک ایسڈ کا حجم V1 (V2) ریکارڈ کریں۔ hydroxypropyl methylcellulose کے ذریعے استعمال ہونے والے ہائیڈروکلورک ایسڈ کے حجم V0 کی پیمائش کرنے کے لیے ایک ہی طریقہ استعمال کریں، اور متبادل کی ڈگری کا حساب لگائیں۔

1.6 حل پذیری کا تجربہ

مصنوعی مصنوعات کی مناسب مقدار لیں، انہیں نامیاتی سالوینٹس میں شامل کریں، تھوڑا سا ہلائیں، اور مادہ کی تحلیل کا مشاہدہ کریں۔

2. نتائج اور بحث

2.1 پائریڈین (سالوینٹ) کی مقدار کا اثر

hydroxypropylmethylcellulose acetate اور hydroxypropylmethylcellulose propionate کی مورفولوجی پر پائریڈین کی مختلف مقداروں کے اثرات۔ جب سالوینٹس کی مقدار کم ہوتی ہے، تو یہ میکرومولیکولر چین کی توسیع پذیری اور نظام کی چپچپا پن کو کم کر دے گا، تاکہ رد عمل کے نظام کی ایسٹریفیکیشن کی ڈگری کم ہو جائے، اور پروڈکٹ کو بڑے پیمانے پر تیار کیا جائے گا۔ اور جب سالوینٹس کی مقدار بہت کم ہوتی ہے تو ری ایکٹنٹ کو آسانی سے گانٹھ میں گاڑنا اور کنٹینر کی دیوار سے لگانا آسان ہوتا ہے، جو نہ صرف رد عمل کو انجام دینے کے لیے ناگوار ہوتا ہے، بلکہ رد عمل کے بعد علاج میں بہت زیادہ تکلیف کا باعث بنتا ہے۔ . hydroxypropyl methylcellulose acetate کی ترکیب میں، استعمال شدہ سالوینٹس کی مقدار کو 150 mL/2 g کے طور پر منتخب کیا جا سکتا ہے۔ hydroxypropyl methylcellulose propionate کی ترکیب کے لیے، اسے 80 mL/0.5 g کے طور پر منتخب کیا جا سکتا ہے۔

2.2 انفراریڈ سپیکٹرم تجزیہ

ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھل سیلولوز اور ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز ایسیٹیٹ کا انفراریڈ موازنہ چارٹ۔ خام مال کے مقابلے میں، پروڈکٹ ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز ایسٹیٹ کے انفراریڈ سپیکٹروگرام میں زیادہ واضح تبدیلی ہے۔ پروڈکٹ کے انفراریڈ سپیکٹرم میں، 1740cm-1 پر ایک مضبوط چوٹی نمودار ہوئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک کاربونیل گروپ تیار ہوا تھا۔ اس کے علاوہ، 3500cm-1 پر OH کی اسٹریچنگ وائبریشن چوٹی کی شدت خام مال کی نسبت بہت کم تھی، جس نے یہ بھی اشارہ کیا کہ -OH ایک رد عمل تھا۔

خام مال کے مقابلے پروڈکٹ ہائیڈروکسائپروپل میتھیل سیلولوز پروپیونیٹ کا انفراریڈ سپیکٹروگرام بھی نمایاں طور پر تبدیل ہوا ہے۔ پروڈکٹ کے انفراریڈ سپیکٹرم میں، 1740 سینٹی میٹر-1 پر ایک مضبوط چوٹی نمودار ہوئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک کاربونیل گروپ پیدا ہوا تھا۔ اس کے علاوہ، 3500 cm-1 پر OH کھینچنے والی کمپن کی چوٹی کی شدت خام مال کی نسبت بہت کم تھی، جس نے یہ بھی اشارہ کیا کہ OH نے رد عمل ظاہر کیا۔

2.3 متبادل کی ڈگری کا تعین

2.3.1 hydroxypropyl methylcellulose acetate کے متبادل ڈگری کا تعین

چونکہ hydroxypropyl methylcellulose کے ہر یونٹ میں دو ایک OH ہوتے ہیں، اور سیلولوز ایسیٹیٹ ایک OH میں H کے لیے ایک COCH3 کو تبدیل کر کے حاصل کیا جاتا ہے، اس لیے متبادل کی نظریاتی زیادہ سے زیادہ ڈگری (Ds) 2 ہے۔

2.3.2 hydroxypropyl methylcellulose propionate کے متبادل کی ڈگری کا تعین

2.4 مصنوعات کی حل پذیری

ترکیب شدہ دو مادوں میں حل پذیری کی خصوصیات یکساں تھیں، اور ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز ایسٹیٹ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز پروپیونیٹ سے قدرے زیادہ گھلنشیل تھا۔ مصنوعی مصنوعات کو ایسیٹون، ایتھائل ایسیٹیٹ، ایسیٹون/واٹر مکسڈ سالوینٹس میں تحلیل کیا جا سکتا ہے، اور اس میں زیادہ سلیکٹیوٹی ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، ایسیٹون/واٹر مکسڈ سالوینٹس میں موجود نمی سیلولوز ڈیریویٹوز کو زیادہ محفوظ اور ماحول دوست بنا سکتی ہے جب کوٹنگ میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

3. نتیجہ

(1) hydroxypropyl methylcellulose acetate کی ترکیب کی شرائط درج ذیل ہیں: 2.5 g hydroxypropyl methylcellulose، acetic anhydride as esterification agent، 150 mL pyridine بطور سالوینٹ، رد عمل کا درجہ حرارت 110° C، اور رد عمل کا وقت 1 h.

(2) hydroxypropyl methylcellulose acetate کی ترکیب کی شرائط یہ ہیں: 0.5 g hydroxypropyl methylcellulose، propionic anhydride as esterification agent، 80 mL pyridine بطور سالوینٹ، رد عمل کا درجہ حرارت 110°C، اور رد عمل کا وقت 2.5 h۔

(3) اس حالت کے تحت ترکیب شدہ سیلولوز مشتق براہ راست باریک پاؤڈر کی شکل میں اچھی طرح سے متبادل کے ساتھ ہوتے ہیں، اور یہ دو سیلولوز مشتق مختلف نامیاتی سالوینٹس جیسے ایتھائل ایسیٹیٹ، ایسیٹون، اور ایسیٹون/پانی میں تحلیل کیے جا سکتے ہیں۔