هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) که به عنوان هیپروملوز نیز شناخته می شود، یک پلیمر همه کاره است که در صنایع مختلف از جمله داروسازی، مواد غذایی و ساخت و ساز استفاده می شود.این یک مشتق سلولزی است که از طریق یک واکنش شیمیایی برای افزایش خواص آن اصلاح شده است.این پلیمر با قابلیت حلالیت در آب، زیست سازگاری و قابلیت تشکیل فیلم مشخص می شود.
ساختار شیمیایی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC):
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز از سلولز، یک پلی ساکارید طبیعی که در دیواره سلولی گیاهان یافت می شود، مشتق شده است.ساختار شیمیایی HPMC با حضور گروه های هیدروکسی پروپیل و متیل بر روی ستون فقرات سلولزی مشخص می شود.
ستون فقرات سلولزی:
سلولز یک پلی ساکارید خطی متشکل از واحدهای گلوکز است که توسط پیوندهای β-1،4-گلیکوزیدی به هم متصل شده اند.واحدهای تکرار شونده زنجیره های بلند و سفت و سختی را تشکیل می دهند که پایه ساختاری HPMC را فراهم می کنند.
متیل:
گروه های متیل (CH3) از طریق یک واکنش شیمیایی با متانول به ستون فقرات سلولز وارد می شوند.این جایگزینی آب گریزی پلیمر را افزایش می دهد و بر حلالیت و خواص تشکیل فیلم تأثیر می گذارد.
هیدروکسی پروپیل:
گروه های هیدروکسی پروپیل (C3H6O) با واکنش با اکسید پروپیلن به ستون فقرات سلولزی متصل می شوند.این گروه های هیدروکسی پروپیل به حلالیت آب HPMC کمک می کنند و بر ویسکوزیته آن تأثیر می گذارند.
درجه جایگزینی (DS) گروه های متیل و هیدروکسی پروپیل ممکن است متفاوت باشد و بر عملکرد کلی HPMC تأثیر بگذارد.DS به میانگین تعداد جانشین ها در واحد گلوکز در زنجیره سلولزی اشاره دارد.
سنتز هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC):
سنتز HPMC شامل چندین مرحله شیمیایی است که گروه های متیل و هیدروکسی پروپیل را به ستون فقرات سلولزی وارد می کند.واکنش های کلیدی شامل اتریفیکاسیون با متیل کلرید و هیدروکسی پروپیله شدن با اکسید پروپیلن است.در اینجا یک نمای کلی ساده آمده است:
فعال سازی سلولز:
این فرآیند با فعال کردن سلولز با استفاده از یک پایه، معمولاً هیدروکسید سدیم آغاز می شود.این مرحله واکنش پذیری گروه های هیدروکسیل سلولز را برای واکنش های بعدی افزایش می دهد.
متیلاسیون:
متیل کلرید برای معرفی گروه های متیل استفاده می شود.سلولز با متیل کلرید در حضور یک باز واکنش می دهد و در نتیجه گروه های هیدروکسیل با گروه های متیل جایگزین می شود.
واکنش:
سلولز-OH+CH3Cl→Cellulose-OMe+Cellulose Hydrochloride-OH+CH3Cl→Cellulose-OMe+HCl
هیدروکسی پروپیلاسیون:
گروه های هیدروکسی پروپیل با استفاده از پروپیلن اکسید به ستون فقرات سلولزی متصل می شوند.واکنش معمولاً در یک محیط قلیایی انجام می شود و درجه هیدروکسی پروپیلاسیون برای دستیابی به خواص مورد نظر کنترل می شود.
واکنش:
سلولز-OH+C3H6 اکسیژن → سلولز-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 اکسیژن سلولز-OH+C3H6O→سلولز-O-(CH2CH(OH)CH3)+اکسیژن H2
خنثی سازی و تصفیه:
محصول به دست آمده خنثی می شود تا هر گونه باقی مانده اسیدی یا بازی را از بین ببرد.مراحل تصفیه مانند شستشو و فیلتراسیون برای به دست آوردن محصولات HPMC با کیفیت بالا انجام می شود.
خواص شیمیایی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC):
انحلال پذیری:
HPMC به راحتی در آب سرد حل می شود و حلالیت را می توان با تغییر درجه جایگزینی تنظیم کرد.سطوح جایگزینی بالاتر معمولاً منجر به افزایش حلالیت می شود.
تشکیل فیلم:
HPMC دارای خواص بسیار عالی تشکیل فیلم است که آن را برای کاربردهایی مانند پوشش های دارویی و بسته بندی مواد غذایی مناسب می کند.فیلم به دست آمده شفاف است و یک مانع گاز ایجاد می کند.
ژل شدن حرارتی:
ژل شدن حرارتی ویژگی منحصر به فرد HPMC است.ژل هنگام گرم شدن تشکیل می شود و قدرت ژل به عواملی مانند غلظت و وزن مولکولی بستگی دارد.
ویسکوزیته:
ویسکوزیته محلول های HPMC تحت تأثیر درجه جانشینی و غلظت است.به عنوان ضخیم کننده در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد.
فعالیت سطحی:
HPMC دارای خواص سورفکتانت مانندی است که به قابلیت امولسیون کنندگی و تثبیت آن در فرمولاسیون کمک می کند.
زیست سازگاری:
HPMC زیست سازگار در نظر گرفته می شود و آن را برای استفاده در داروها، از جمله فرمولاسیون های دارویی با رهش کنترل شده، مناسب می کند.
کاربردهای هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC):
دارو:
HPMC معمولاً به عنوان چسب، پوشش فیلم و ماتریس های رهش کنترل شده در فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود.
قرار دادن:
در صنعت ساخت و ساز، HPMC به عنوان یک عامل نگهدارنده آب در مواد مبتنی بر سیمان، بهبود کارایی و کاهش تفکیک آب استفاده می شود.
صنایع غذایی:
HPMC در صنایع غذایی به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و عامل ژل کننده استفاده می شود.اغلب در محصولاتی مانند سس، سوپ و بستنی استفاده می شود.
محصولات مراقبت شخصی:
استفاده از لوازم آرایشی و بهداشتی در صنعت استفاده از HPMC به دلیل خاصیت غلیظ کنندگی و امولسیون کنندگی در محصولاتی مانند کرم ها و لوسیون ها استفاده می شود.
رنگ و پوشش:
HPMC برای افزایش ویسکوزیته، پایداری و حفظ آب به رنگ ها و پوشش ها اضافه می شود.
در نتیجه:
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یک پلیمر همه کاره با طیف وسیعی از کاربردها به دلیل خواص شیمیایی منحصر به فرد آن است.سنتز HPMC شامل معرفی گروه های متیل و هیدروکسی پروپیل به ستون فقرات سلولزی است که در نتیجه پلیمری محلول در آب و زیست سازگار است.کاربردهای متنوع آن در داروسازی، ساخت و ساز، غذا و مراقبت های شخصی اهمیت آن را در صنایع مختلف برجسته می کند.با ادامه تحقیقات، تغییرات و پیشرفت‌های بیشتر در فناوری HPMC ممکن است کاربرد آن را گسترش داده و عملکرد آن را در برنامه‌های کاربردی موجود و در حال ظهور افزایش دهد.
زمان ارسال: دسامبر-18-2023