Hidroksipropil metilceluloza (HPMC), također poznata kao hipromeloza, svestrani je polimer koji se koristi u raznim industrijama, uključujući farmaceutsku, prehrambenu i građevinsku.To je derivat celuloze modificiran kemijskom reakcijom kako bi se poboljšala njegova svojstva.Ovaj polimer odlikuje se topljivošću u vodi, biokompatibilnošću i sposobnošću stvaranja filma.
Kemijska struktura hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Hidroksipropil metilceluloza se dobiva iz celuloze, prirodnog polisaharida koji se nalazi u stjenkama biljnih stanica.Kemijsku strukturu HPMC-a karakterizira prisutnost hidroksipropilnih i metilnih skupina na celuloznoj okosnici.
Celulozna okosnica:
Celuloza je linearni polisaharid sastavljen od jedinica glukoze povezanih β-1,4-glikozidnim vezama.Jedinice koje se ponavljaju tvore duge, krute lance koji daju strukturnu osnovu za HPMC.
metil:
Metilne skupine (CH3) uvode se u okosnicu celuloze kroz kemijsku reakciju s metanolom.Ova supstitucija povećava hidrofobnost polimera, utječući na njegovu topljivost i svojstva stvaranja filma.
Hidroksipropil:
Hidroksipropilne skupine (C3H6O) vezane su za celulozni lanac reakcijom s propilen oksidom.Ove hidroksipropilne skupine doprinose topljivosti HPMC-a u vodi i utječu na njegovu viskoznost.
Stupanj supstitucije (DS) metilnih i hidroksipropilnih skupina može varirati, utječući na ukupnu učinkovitost HPMC-a.DS se odnosi na prosječan broj supstituenata po jedinici glukoze u lancu celuloze.
Sinteza hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Sinteza HPMC-a uključuje nekoliko kemijskih koraka koji uvode metilne i hidroksipropilne skupine u celuloznu okosnicu.Ključne reakcije uključuju eterifikaciju s metil kloridom i hidroksipropilaciju s propilen oksidom.Evo pojednostavljenog pregleda:
Aktivacija celuloze:
Proces počinje aktiviranjem celuloze pomoću baze, obično natrijevog hidroksida.Ovaj korak povećava reaktivnost hidroksilnih skupina celuloze za sljedeće reakcije.
Metilacija:
Za uvođenje metilnih skupina koristi se metil klorid.Celuloza reagira s metil kloridom u prisutnosti baze, što rezultira zamjenom hidroksilnih skupina metilnim skupinama.
reakcija:
Celuloza-OH+CH3Cl→Celuloza-OMe+Celuloza hidroklorid-OH+CH3Cl→Celuloza-OMe+HCl
Hidroksipropilacija:
Hidroksipropilne skupine su pričvršćene na celuloznu okosnicu pomoću propilen oksida.Reakcija se obično odvija u alkalnom mediju, a stupanj hidroksipropilacije se kontrolira kako bi se postigla željena svojstva.
reakcija:
Celuloza-OH+C3H6 kisik→Celuloza-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 kisik Celuloza-OH+C3H6O→Celuloza-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 kisik
Neutralizacija i pročišćavanje:
Dobiveni proizvod se neutralizira kako bi se uklonili svi preostali kiseli ili bazični ostaci.Koraci pročišćavanja kao što su pranje i filtracija provode se kako bi se dobili HPMC proizvodi visoke kvalitete.
Kemijska svojstva hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Topljivost:
HPMC je lako topljiv u hladnoj vodi, a topivost se može podešavati promjenom stupnja supstitucije.Više razine supstitucije općenito rezultiraju povećanom topljivošću.
Formiranje filma:
HPMC ima izvrsna svojstva stvaranja filma, što ga čini prikladnim za primjene kao što su farmaceutski premazi i pakiranja hrane.Dobiveni film je proziran i predstavlja plinsku barijeru.
Termičko geliranje:
Toplinska gelacija je jedinstveno svojstvo HPMC-a.Zagrijavanjem nastaje gel, a snaga gela ovisi o čimbenicima kao što su koncentracija i molekularna težina.
Viskoznost:
Na viskoznost HPMC otopina utječe stupanj supstitucije i koncentracija.Kao zgušnjivač, naširoko se koristi u raznim industrijama.
Površinska aktivnost:
HPMC ima svojstva slična surfaktantu koja pridonose njegovim sposobnostima emulgiranja i stabilizacije u formulacijama.
Biokompatibilnost:
HPMC se smatra biokompatibilnim, što ga čini prikladnim za upotrebu u farmaceutskim proizvodima, uključujući formulacije lijekova s kontroliranim otpuštanjem.
Primjene hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
droga:
HPMC se obično koristi kao veziva, filmske prevlake i matrice s kontroliranim otpuštanjem u farmaceutskim formulacijama.
postaviti:
U građevinskoj industriji HPMC se koristi kao sredstvo za zadržavanje vode u materijalima na bazi cementa, čime se poboljšava obradivost i smanjuje segregacija vode.
industrija hrane:
HPMC se koristi u prehrambenoj industriji kao zgušnjivač, stabilizator i sredstvo za želiranje.Često se koristi u proizvodima kao što su umaci, juhe i sladoled.
Proizvodi za osobnu njegu:
Uporaba u kozmetici i industriji osobne njege HPMC se koristi u proizvodima kao što su kreme i losioni zbog svojih svojstava zgušnjavanja i emulgiranja.
Boje i premazi:
HPMC se dodaje bojama i premazima za povećanje viskoznosti, stabilnosti i zadržavanja vode.
u zaključku:
Hidroksipropil metilceluloza je svestran polimer sa širokim rasponom primjene zbog svojih jedinstvenih kemijskih svojstava.Sinteza HPMC-a uključuje uvođenje metilnih i hidroksipropilnih skupina u celuloznu okosnicu, što rezultira polimerom topljivim u vodi i biokompatibilnim.Njegove različite primjene u farmaciji, građevinarstvu, hrani i osobnoj njezi ističu njegovu važnost u raznim industrijama.Kako se istraživanje nastavlja, daljnje modifikacije i napredak u HPMC tehnologiji mogu proširiti njezinu korisnost i poboljšati performanse u postojećim i novim aplikacijama.
Vrijeme objave: 18. prosinca 2023