A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), tamén coñecida como hipromelosa, é un polímero versátil que se usa en diversas industrias, incluíndo a farmacéutica, a alimentación e a construción.É un derivado de celulosa modificado mediante unha reacción química para mellorar as súas propiedades.Este polímero caracterízase pola solubilidade en auga, biocompatibilidade e capacidades de formación de película.
Estrutura química da hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC):
A hidroxipropilmetilcelulosa deriva da celulosa, un polisacárido natural que se atopa nas paredes celulares das plantas.A estrutura química do HPMC caracterízase pola presenza de grupos hidroxipropilo e metilo na columna vertebral da celulosa.
Espina dorsal de celulosa:
A celulosa é un polisacárido lineal composto por unidades de glicosa unidas por enlaces β-1,4-glicosídicos.As unidades que se repiten forman cadeas longas e ríxidas que proporcionan a base estrutural para HPMC.
metilo:
Os grupos metilo (CH3) introdúcense na columna vertebral da celulosa mediante unha reacción química con metanol.Esta substitución mellora a hidrofobicidade do polímero, afectando á súa solubilidade e ás propiedades formadoras de película.
Hidroxipropilo:
Os grupos hidroxipropilo (C3H6O) únense á columna vertebral de celulosa por reacción co óxido de propileno.Estes grupos hidroxipropilo contribúen á solubilidade en auga das HPMC e inflúen na súa viscosidade.
O grao de substitución (DS) dos grupos metilo e hidroxipropilo pode variar, afectando o rendemento global da HPMC.DS refírese ao número medio de substituíntes por unidade de glicosa na cadea de celulosa.
Síntese de hidroxipropil metilcelulosa (HPMC):
A síntese de HPMC implica varios pasos químicos que introducen grupos metilo e hidroxipropilo na columna vertebral da celulosa.As reaccións clave inclúen a eterificación con cloruro de metilo e a hidroxipropilación con óxido de propileno.Aquí tes unha visión xeral simplificada:
Activación da celulosa:
O proceso comeza activando a celulosa mediante unha base, xeralmente hidróxido de sodio.Este paso aumenta a reactividade dos grupos hidroxilo de celulosa para as reaccións posteriores.
Metilación:
O cloruro de metilo úsase para introducir grupos metilo.A celulosa reacciona co cloruro de metilo en presenza dunha base, dando lugar á substitución dos grupos hidroxilo por grupos metilo.
reacción:
Celulosa-OH+CH3Cl→Celulosa-OMe+Clorhidrato de Celulosa-OH+CH3Cl→Celulosa-OMe+HCl
Hidroxipropilación:
Os grupos hidroxipropilo están unidos á columna vertebral de celulosa mediante óxido de propileno.A reacción adoita ter lugar nun medio alcalino e o grao de hidroxipropilación é controlado para acadar as propiedades desexadas.
reacción:
Celulosa-OH+C3H6 osíxeno → Celulosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 osíxeno Celulosa-OH+C3H6O→Celulosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 osíxeno
Neutralización e purificación:
O produto resultante neutralízase para eliminar os residuos ácidos ou básicos restantes.Os pasos de purificación como o lavado e a filtración realízanse para obter produtos HPMC de alta calidade.
Propiedades químicas da hidroxipropil metilcelulosa (HPMC):
Solubilidade:
A HPMC é facilmente soluble en auga fría e a solubilidade pódese axustar cambiando o grao de substitución.Os niveis de substitución máis altos xeralmente dan lugar a unha maior solubilidade.
Formación cinematográfica:
HPMC ten excelentes propiedades de formación de película, polo que é axeitado para aplicacións como revestimentos farmacéuticos e envases de alimentos.A película resultante é transparente e proporciona unha barreira de gas.
Gelación térmica:
A xelación térmica é unha propiedade única de HPMC.Un xel fórmase cando se quenta, e a forza do xel depende de factores como a concentración e o peso molecular.
Viscosidade:
A viscosidade das solucións de HPMC vese afectada polo grao de substitución e concentración.Como espesante, úsase amplamente en varias industrias.
Actividade superficial:
A HPMC ten propiedades similares aos surfactantes que contribúen ás súas capacidades emulsionantes e estabilizadoras nas formulacións.
Biocompatibilidade:
HPMC considérase biocompatible, polo que é adecuado para o seu uso en produtos farmacéuticos, incluídas as formulacións de medicamentos de liberación controlada.
Aplicacións da hidroxipropil metilcelulosa (HPMC):
droga:
A HPMC úsase habitualmente como aglutinantes, recubrimentos de películas e matrices de liberación controlada en formulacións farmacéuticas.
poñer:
Na industria da construción, HPMC úsase como axente de retención de auga en materiais a base de cemento, mellorando a traballabilidade e reducindo a segregación da auga.
industria alimentaria:
O HPMC úsase na industria alimentaria como espesante, estabilizador e xelificante.Adoita usarse en produtos como salsas, sopas e xeados.
Produtos de coidado persoal:
Uso da industria de cosméticos e coidados persoais HPMC úsase en produtos como cremas e loções debido ás súas propiedades espesantes e emulsionantes.
Pinturas e revestimentos:
HPMC engádese ás pinturas e revestimentos para aumentar a viscosidade, a estabilidade e a retención de auga.
En conclusión:
A hidroxipropilmetilcelulosa é un polímero versátil cunha ampla gama de aplicacións debido ás súas propiedades químicas únicas.A síntese de HPMC implica a introdución de grupos metilo e hidroxipropilo na columna vertebral de celulosa, dando como resultado un polímero soluble en auga e biocompatible.As súas diversas aplicacións en produtos farmacéuticos, construción, alimentación e coidados persoais destacan a súa importancia en diversas industrias.A medida que continúa a investigación, novas modificacións e avances na tecnoloxía HPMC poden ampliar a súa utilidade e mellorar o seu rendemento en aplicacións existentes e emerxentes.
Hora de publicación: 18-12-2023