Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC), tuntud ka kui hüpromelloos, on mitmekülgne polümeer, mida kasutatakse erinevates tööstusharudes, sealhulgas farmaatsia-, toidu- ja ehitustööstuses.See on tselluloosi derivaat, mida on selle omaduste parandamiseks modifitseeritud keemilise reaktsiooni teel.Seda polümeeri iseloomustab vees lahustuvus, biosobivus ja kilet moodustav võime.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) keemiline struktuur:
Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on saadud tselluloosist, taimede rakuseintes leiduvast looduslikust polüsahhariidist.HPMC keemilist struktuuri iseloomustab hüdroksüpropüül- ja metüülrühmade olemasolu tselluloosi karkassil.
Tselluloosi selgroog:
Tselluloos on lineaarne polüsahhariid, mis koosneb β-1,4-glükosiidsidemetega ühendatud glükoosiühikutest.Korduvad üksused moodustavad pikad jäigad ahelad, mis loovad HPMC struktuurse aluse.
metüül:
Metüülrühmad (CH3) viiakse tselluloosi karkassi keemilise reaktsiooni kaudu metanooliga.See asendus suurendab polümeeri hüdrofoobsust, mõjutades selle lahustuvust ja kilet moodustavaid omadusi.
Hüdroksüpropüül:
Hüdroksüpropüülrühmad (C3H6O) kinnituvad tselluloosi karkassi, reageerides propüleenoksiidiga.Need hüdroksüpropüülrühmad aitavad kaasa HPMC vees lahustuvusele ja mõjutavad selle viskoossust.
Metüül- ja hüdroksüpropüülrühmade asendusaste (DS) võib varieeruda, mõjutades HPMC üldist jõudlust.DS viitab keskmisele asendajate arvule glükoosiühiku kohta tselluloosiahelas.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) süntees:
HPMC süntees hõlmab mitmeid keemilisi etappe, mille käigus viiakse tselluloosi karkassi metüül- ja hüdroksüpropüülrühmad.Peamised reaktsioonid hõlmavad eeterdamist metüülkloriidiga ja hüdroksüpropüülimist propüleenoksiidiga.Siin on lihtsustatud ülevaade:
Tselluloosi aktiveerimine:
Protsess algab tselluloosi aktiveerimisega alusega, tavaliselt naatriumhüdroksiidiga.See etapp suurendab tselluloosi hüdroksüülrühmade reaktsioonivõimet järgnevate reaktsioonide jaoks.
Metüülimine:
Metüülkloriidi kasutatakse metüülrühmade sisestamiseks.Tselluloos reageerib aluse juuresolekul metüülkloriidiga, mille tulemusena asenduvad hüdroksüülrühmad metüülrühmadega.
reaktsioon:
Tselluloos-OH+CH3Cl→tselluloos-OMe+tselluloosvesinikkloriid-OH+CH3Cl→tselluloos-OMe+HCl
Hüdroksüpropüülimine:
Hüdroksüpropüülrühmad kinnitatakse propüleenoksiidi abil tselluloosi karkassi külge.Reaktsioon toimub tavaliselt leeliselises keskkonnas ja soovitud omaduste saavutamiseks kontrollitakse hüdroksüpropüülimise astet.
reaktsioon:
Tselluloos-OH+C3H6 hapnik → tselluloos-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 hapnik Tselluloos-OH+C3H6O → tselluloos-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 hapnik
Neutraliseerimine ja puhastamine:
Saadud produkt neutraliseeritakse, et eemaldada kõik järelejäänud happelised või aluselised jäägid.Kvaliteetsete HPMC toodete saamiseks viiakse läbi puhastamisetapid, nagu pesemine ja filtreerimine.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) keemilised omadused:
Lahustuvus:
HPMC lahustub kergesti külmas vees ja lahustuvust saab reguleerida asendusastet muutes.Kõrgemad asendustasemed põhjustavad üldiselt suuremat lahustuvust.
Filmi moodustamine:
HPMC-l on suurepärased kilet moodustavad omadused, mistõttu see sobib selliste rakenduste jaoks nagu ravimkatted ja toiduainete pakendamine.Saadud kile on läbipaistev ja tagab gaasitõkke.
Termiline geelistumine:
Termiline geelistumine on HPMC ainulaadne omadus.Kuumutamisel moodustub geel ja geeli tugevus sõltub sellistest teguritest nagu kontsentratsioon ja molekulmass.
Viskoossus:
HPMC lahuste viskoossust mõjutab asendusaste ja kontsentratsioon.Paksendajana kasutatakse seda laialdaselt erinevates tööstusharudes.
Pinna aktiivsus:
HPMC-l on pindaktiivse ainega sarnased omadused, mis aitavad kaasa selle emulgeerimis- ja stabiliseerimisvõimele preparaatides.
Biosobivus:
HPMC-d peetakse bioühilduvaks, mistõttu see sobib kasutamiseks ravimites, sealhulgas toimeainet kontrollitult vabastavates ravimvormides.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) rakendused:
ravim:
HPMC-d kasutatakse tavaliselt sideainete, kilekatete ja kontrollitud vabanemisega maatriksitena ravimpreparaatides.
pane üles:
Ehitustööstuses kasutatakse HPMC-d vett kinnihoidva ainena tsemendipõhistes materjalides, parandades töödeldavust ja vähendades vee eraldumist.
toidutööstus:
HPMC-d kasutatakse toiduainetööstuses paksendaja, stabilisaatori ja tarretusainena.Seda kasutatakse sageli sellistes toodetes nagu kastmed, supid ja jäätis.
Isikuhooldustooted:
Kosmeetika- ja hügieenitööstuses kasutamine HPMC-d kasutatakse selle paksendavate ja emulgeerivate omaduste tõttu sellistes toodetes nagu kreemid ja losjoonid.
Värvid ja katted:
HPMC-d lisatakse värvidele ja kattekihtidele viskoossuse, stabiilsuse ja veepeetuse suurendamiseks.
Kokkuvõtteks:
Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on mitmekülgne polümeer, millel on oma ainulaadsete keemiliste omaduste tõttu lai kasutusala.HPMC süntees hõlmab metüül- ja hüdroksüpropüülrühmade sisestamist tselluloosi karkassi, mille tulemuseks on vees lahustuv ja bioühilduv polümeer.Selle mitmekesised rakendused farmaatsia-, ehitus-, toidu- ja isikliku hügieeni valdkonnas rõhutavad selle tähtsust erinevates tööstusharudes.Uuringute jätkudes võivad HPMC-tehnoloogia edasised muudatused ja edusammud laiendada selle kasulikkust ja parandada selle jõudlust olemasolevates ja uutes rakendustes.
Postitusaeg: 18. detsember 2023