Хидроксипропил метилцелулоза (НРМС), известна още като хипромелоза, е универсален полимер, използван в различни индустрии, включително фармацевтични продукти, храни и строителство.Това е производно на целулоза, модифицирано чрез химическа реакция, за да се подобрят неговите свойства.Този полимер се характеризира с водоразтворимост, биосъвместимост и филмообразуващи способности.
Химическа структура на хидроксипропил метилцелулоза (НРМС):
Хидроксипропил метилцелулозата се получава от целулоза, естествен полизахарид, намиращ се в стените на растителните клетки.Химическата структура на HPMC се характеризира с наличието на хидроксипропилови и метилови групи върху целулозния скелет.
Целулозен гръбнак:
Целулозата е линеен полизахарид, съставен от глюкозни единици, свързани с β-1,4-гликозидни връзки.Повтарящите се единици образуват дълги, твърди вериги, които осигуряват структурната основа за HPMC.
метил:
Метиловите групи (CH3) се въвеждат в целулозния скелет чрез химическа реакция с метанол.Това заместване повишава хидрофобността на полимера, засягайки неговата разтворимост и филмообразуващи свойства.
Хидроксипропил:
Хидроксипропиловите групи (C3H6O) са прикрепени към целулозния скелет чрез реакция с пропилей оксид.Тези хидроксипропилови групи допринасят за водоразтворимостта на НРМС и влияят върху неговия вискозитет.
Степента на заместване (DS) на метиловите и хидроксипропиловите групи може да варира, засягайки цялостната ефективност на HPMC.DS се отнася до средния брой заместители на глюкозна единица в целулозната верига.
Синтез на хидроксипропил метилцелулоза (НРМС):
Синтезът на HPMC включва няколко химични стъпки, които въвеждат метилови и хидроксипропилови групи в целулозния скелет.Ключовите реакции включват етерификация с метил хлорид и хидроксипропилиране с пропилей оксид.Ето опростен преглед:
Активиране на целулозата:
Процесът започва с активиране на целулозата с помощта на основа, обикновено натриев хидроксид.Тази стъпка повишава реактивността на целулозните хидроксилни групи за последващи реакции.
Метилиране:
Метилхлоридът се използва за въвеждане на метилови групи.Целулозата реагира с метилхлорид в присъствието на основа, което води до заместване на хидроксилните групи с метилови групи.
реакция:
Целулоза-OH+CH3Cl→Целулоза-OMe+Целулоза Хидрохлорид-OH+CH3Cl→Целулоза-OMe+HCl
Хидроксипропилиране:
Хидроксипропиловите групи са прикрепени към целулозния скелет с помощта на пропилей оксид.Реакцията обикновено протича в алкална среда и степента на хидроксипропилиране се контролира, за да се постигнат желаните свойства.
реакция:
Целулоза-OH+C3H6 кислород→Целулоза-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 кислород Целулоза-OH+C3H6O→Целулоза-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 кислород
Неутрализиране и пречистване:
Полученият продукт се неутрализира, за да се отстранят всички останали киселинни или основни остатъци.Етапи на пречистване като измиване и филтриране се извършват, за да се получат висококачествени HPMC продукти.
Химични свойства на хидроксипропил метилцелулоза (НРМС):
Разтворимост:
HPMC е лесно разтворим в студена вода и разтворимостта може да се регулира чрез промяна на степента на заместване.По-високите нива на заместване обикновено водят до повишена разтворимост.
Формиране на филм:
HPMC има отлични филмообразуващи свойства, което го прави подходящ за приложения като фармацевтични покрития и опаковки на храни.Полученият филм е прозрачен и осигурява газова бариера.
Термично желиране:
Термичното желиране е уникално свойство на HPMC.При нагряване се образува гел, а силата на гела зависи от фактори като концентрация и молекулно тегло.
Вискозитет:
Вискозитетът на HPMC разтворите се влияе от степента на заместване и концентрация.Като сгъстител се използва широко в различни индустрии.
Повърхностна активност:
HPMC има подобни на повърхностно активни вещества свойства, които допринасят за неговите емулгиращи и стабилизиращи способности във формулировките.
Биосъвместимост:
HPMC се счита за биосъвместим, което го прави подходящ за употреба във фармацевтични продукти, включително лекарствени форми с контролирано освобождаване.
Приложения на хидроксипропил метилцелулоза (НРМС):
лекарство:
HPMC обикновено се използва като свързващи вещества, филмови покрития и матрици с контролирано освобождаване във фармацевтични състави.
поставям:
В строителната индустрия HPMC се използва като водозадържащ агент в материали на циментова основа, като подобрява обработваемостта и намалява отделянето на вода.
хранително-вкусовата промишленост:
HPMC се използва в хранително-вкусовата промишленост като сгъстител, стабилизатор и желиращ агент.Често се използва в продукти като сосове, супи и сладолед.
Продукти за лична хигиена:
Употреба в индустрията за козметика и лична хигиена HPMC се използва в продукти като кремове и лосиони поради своите сгъстяващи и емулгиращи свойства.
Бои и покрития:
HPMC се добавя към бои и покрития за увеличаване на вискозитета, стабилността и задържането на вода.
в заключение:
Хидроксипропил метилцелулозата е универсален полимер с широк спектър от приложения поради уникалните си химични свойства.Синтезът на HPMC включва въвеждането на метилови и хидроксипропилови групи в целулозния скелет, което води до водоразтворим и биосъвместим полимер.Разнообразните му приложения във фармацевтиката, строителството, храните и личната хигиена подчертават значението му в различни индустрии.Тъй като изследванията продължават, по-нататъшните модификации и напредък в HPMC технологията могат да разширят нейната полезност и да подобрят нейната производителност в съществуващи и нововъзникващи приложения.
Време на публикуване: 18 декември 2023 г