Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC), kas pazīstama arī kā hipromeloze, ir daudzpusīgs polimērs, ko izmanto dažādās nozarēs, tostarp farmācijā, pārtikā un celtniecībā.Tas ir celulozes atvasinājums, kas modificēts ķīmiskā reakcijā, lai uzlabotu tā īpašības.Šim polimēram ir raksturīga šķīdība ūdenī, bioloģiskā saderība un spēja veidot plēvi.
Hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) ķīmiskā struktūra:
Hidroksipropilmetilceluloze ir iegūta no celulozes, dabiska polisaharīda, kas atrodams augu šūnu sieniņās.HPMC ķīmisko struktūru raksturo hidroksipropil- un metilgrupu klātbūtne uz celulozes mugurkaula.
Celulozes mugurkauls:
Celuloze ir lineārs polisaharīds, kas sastāv no glikozes vienībām, kas savienotas ar β-1,4-glikozīdu saitēm.Atkārtotas vienības veido garas, stingras ķēdes, kas nodrošina HPMC strukturālo pamatu.
metils:
Metilgrupas (CH3) tiek ievadītas celulozes mugurkaulā ķīmiskās reakcijas rezultātā ar metanolu.Šī aizstāšana uzlabo polimēra hidrofobitāti, ietekmējot tā šķīdību un plēvi veidojošās īpašības.
Hidroksipropil:
Hidroksipropilgrupas (C3H6O) tiek pievienotas celulozes mugurkaulam, reaģējot ar propilēna oksīdu.Šīs hidroksipropilgrupas veicina HPMC šķīdību ūdenī un ietekmē tā viskozitāti.
Metilgrupu un hidroksipropilgrupu aizvietošanas pakāpe (DS) var atšķirties, ietekmējot HPMC vispārējo darbību.DS attiecas uz vidējo aizvietotāju skaitu vienā glikozes vienībā celulozes ķēdē.
Hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) sintēze:
HPMC sintēze ietver vairākus ķīmiskus posmus, kas ievada metil- un hidroksipropilgrupas celulozes mugurkaulā.Galvenās reakcijas ietver ēterizāciju ar metilhlorīdu un hidroksipropilēšanu ar propilēna oksīdu.Šeit ir vienkāršots pārskats:
Celulozes aktivizēšana:
Process sākas ar celulozes aktivizēšanu, izmantojot bāzi, parasti nātrija hidroksīdu.Šis solis palielina celulozes hidroksilgrupu reaktivitāti turpmākajām reakcijām.
Metilēšana:
Metilhlorīdu izmanto metilgrupu ievadīšanai.Celuloze reaģē ar metilhlorīdu bāzes klātbūtnē, kā rezultātā hidroksilgrupas tiek aizstātas ar metilgrupām.
reakcija:
Celuloze-OH+CH3Cl→celuloze-OMe+celulozes hidrohlorīds-OH+CH3Cl→celuloze-OMe+HCl
Hidroksipropilēšana:
Hidroksipropilgrupas tiek pievienotas celulozes mugurkaulam, izmantojot propilēna oksīdu.Reakcija parasti notiek sārmainā vidē, un hidroksipropilēšanas pakāpe tiek kontrolēta, lai sasniegtu vēlamās īpašības.
reakcija:
Celuloze-OH+C3H6 skābeklis → Celuloze-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 skābeklis Celuloze-OH+C3H6O → Celuloze-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 skābeklis
Neitralizācija un attīrīšana:
Iegūtais produkts tiek neitralizēts, lai noņemtu visus atlikušos skābos vai bāziskos atlikumus.Lai iegūtu augstas kvalitātes HPMC produktus, tiek veiktas tādas attīrīšanas darbības kā mazgāšana un filtrēšana.
Hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) ķīmiskās īpašības:
Šķīdība:
HPMC viegli šķīst aukstā ūdenī, un šķīdību var pielāgot, mainot aizvietošanas pakāpi.Augstāks aizstāšanas līmenis parasti palielina šķīdību.
Filmas veidošanās:
HPMC ir lieliskas plēvi veidojošas īpašības, tāpēc tas ir piemērots tādiem lietojumiem kā farmaceitiskie pārklājumi un pārtikas iepakojums.Iegūtā plēve ir caurspīdīga un nodrošina gāzes barjeru.
Termiskā želeja:
Termiskā želeja ir unikāla HPMC īpašība.Karsējot veidojas želeja, un gēla stiprums ir atkarīgs no tādiem faktoriem kā koncentrācija un molekulmasa.
Viskozitāte:
HPMC šķīdumu viskozitāti ietekmē aizvietošanas pakāpe un koncentrācija.Kā biezinātājs to plaši izmanto dažādās nozarēs.
Virsmas aktivitāte:
HPMC piemīt virsmaktīvām vielām līdzīgas īpašības, kas veicina tā emulgācijas un stabilizēšanas spējas preparātos.
Bioloģiskā saderība:
HPMC tiek uzskatīts par bioloģiski saderīgu, tāpēc tas ir piemērots lietošanai farmācijā, tostarp kontrolētas darbības zāļu formās.
Hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) pielietojumi:
zāles:
HPMC farmaceitiskajos preparātos parasti izmanto kā saistvielas, plēves pārklājumus un kontrolētas atbrīvošanas matricas.
salikt:
Būvniecības nozarē HPMC izmanto kā ūdeni aizturošu līdzekli cementa bāzes materiālos, uzlabojot apstrādājamību un samazinot ūdens segregāciju.
pārtikas rūpniecība:
HPMC izmanto pārtikas rūpniecībā kā biezinātāju, stabilizatoru un želējošu vielu.To bieži izmanto tādos produktos kā mērces, zupas un saldējums.
Personīgās kopšanas līdzekļi:
Kosmētikas un personīgās higiēnas rūpniecība Izmantošana HPMC tiek izmantots tādos produktos kā krēmi un losjoni, pateicoties tā biezinošajām un emulģējošajām īpašībām.
Krāsas un pārklājumi:
HPMC tiek pievienots krāsām un pārklājumiem, lai palielinātu viskozitāti, stabilitāti un ūdens aizturi.
noslēgumā:
Hidroksipropilmetilceluloze ir daudzpusīgs polimērs ar plašu pielietojumu, pateicoties tās unikālajām ķīmiskajām īpašībām.HPMC sintēze ietver metil- un hidroksipropilgrupu ievadīšanu celulozes mugurkaulā, kā rezultātā tiek iegūts ūdenī šķīstošs un bioloģiski saderīgs polimērs.Tās daudzveidīgie pielietojumi farmācijā, celtniecībā, pārtikā un personīgajā aprūpē izceļ tā nozīmi dažādās nozarēs.Pētījumiem turpinoties, turpmākas HPMC tehnoloģijas modifikācijas un sasniegumi var paplašināt tās lietderību un uzlabot tās veiktspēju esošajās un topošās lietojumprogrammās.
Publicēšanas laiks: 18. decembris 2023