Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là một loại polymer tổng hợp có nguồn gốc từ cellulose và thường được sử dụng làm chất làm đặc, chất nhũ hóa và chất ổn định trong các ngành công nghiệp khác nhau như thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. HMPC là một dẫn xuất hydroxypropyl hóa của methylcellulose (MC), một ete cellulose không ion hòa tan trong nước bao gồm các đơn vị cellulose methoxylated và hydroxypropylated. HMPC được sử dụng rộng rãi như một tá dược trong các công thức dược phẩm do tính không độc hại, tính tương thích sinh học và khả năng phân hủy sinh học.
Tính chất hóa học của HMPC:
Tính chất hóa học của HMPC là do sự hiện diện của nhóm hydroxyl và ether trong cấu trúc phân tử của nó. Các nhóm hydroxyl của cellulose có thể được chức năng hóa thông qua các phản ứng hóa học khác nhau, chẳng hạn như quá trình ete hóa, este hóa và oxy hóa, để đưa các nhóm chức năng khác nhau vào khung polyme. HMPC chứa cả nhóm methoxy (-OCH3) và hydroxypropyl (-OCH2CHOHCH3), có thể được kiểm soát để cung cấp các đặc tính khác nhau như độ hòa tan, độ nhớt và độ gel hóa.
HMPC hòa tan cao trong nước, tạo thành dung dịch trong, nhớt ở nồng độ thấp. Độ nhớt của dung dịch HMPC có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh mức độ thay thế (DS) của các nhóm hydroxypropyl, xác định số lượng vị trí hydroxyl biến đổi trên mỗi đơn vị glucose. DS càng cao thì độ hòa tan càng thấp và độ nhớt của dung dịch HMPC càng cao. Đặc tính này có thể được sử dụng để kiểm soát việc giải phóng các hoạt chất từ các công thức dược phẩm.
HMPC cũng thể hiện hành vi giả dẻo, nghĩa là độ nhớt giảm khi tốc độ cắt tăng. Đặc tính này làm cho nó thích hợp làm chất làm đặc cho các công thức chất lỏng cần chịu được lực cắt trong quá trình xử lý hoặc ứng dụng.
HMPC ổn định nhiệt đến một nhiệt độ nhất định, trên đó nó bắt đầu xuống cấp. Nhiệt độ phân hủy của HMPC phụ thuộc vào DS và nồng độ của polyme trong dung dịch. Phạm vi nhiệt độ phân hủy của HMPC được báo cáo là 190-330°C.
Tổng hợp HMPC:
HMPC được tổng hợp bằng phản ứng ete hóa xenlulo với propylen oxit và metyletylen oxit với sự có mặt của chất xúc tác kiềm. Phản ứng tiến hành theo hai bước: đầu tiên, các nhóm metyl của cellulose được thay thế bằng propylen oxit, sau đó các nhóm hydroxyl tiếp tục được thay thế bằng metyl ethylene oxit. DS của HMPC có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh tỷ lệ mol của propylene oxit và cellulose trong quá trình tổng hợp.
Phản ứng thường được thực hiện trong môi trường nước ở nhiệt độ và áp suất cao. Chất xúc tác cơ bản thường là natri hoặc kali hydroxit, giúp tăng cường khả năng phản ứng của các nhóm hydroxyl xenlulo đối với các vòng epoxit của propylene oxit và methylethylene oxit. Sản phẩm phản ứng sau đó được trung hòa, rửa sạch và sấy khô để thu được sản phẩm HMPC cuối cùng.
HMPC cũng có thể được tổng hợp bằng cách cho xenlulo phản ứng với propylene oxit và epichlorohydrin với sự có mặt của chất xúc tác axit. Phương pháp này, được gọi là quá trình epichlorohydrin, được sử dụng để tạo ra các dẫn xuất cellulose cation, tích điện dương do sự có mặt của các nhóm amoni bậc bốn.
tóm lại:
HMPC là một loại polymer đa chức năng có đặc tính hóa học tuyệt vời phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Quá trình tổng hợp HMPC bao gồm phản ứng ete hóa xenluloza với oxit propylen và oxit methyletylen với sự có mặt của chất xúc tác kiềm hoặc chất xúc tác axit. Các đặc tính của HMPC có thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát DS và nồng độ của polyme. Tính an toàn và tương thích sinh học của HMPC khiến nó trở thành sự lựa chọn thuận lợi cho các công thức dược phẩm.
Thời gian đăng: 18-09-2023