Hidroksipropil metilceluloza (HPMC), znana tudi kot hipromeloza, je vsestranski polimer, ki se uporablja v različnih panogah, vključno s farmacevtsko, prehrambeno in gradbeno.Je derivat celuloze, modificiran s kemično reakcijo, da izboljša svoje lastnosti.Za ta polimer je značilna topnost v vodi, biokompatibilnost in sposobnost tvorjenja filma.
Kemijska struktura hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Hidroksipropil metilceluloza je pridobljena iz celuloze, naravnega polisaharida, ki ga najdemo v celičnih stenah rastlin.Za kemijsko strukturo HPMC je značilna prisotnost hidroksipropilnih in metilnih skupin na celuloznem ogrodju.
Celulozna hrbtenica:
Celuloza je linearen polisaharid, sestavljen iz enot glukoze, povezanih z β-1,4-glikozidnimi vezmi.Ponavljajoče se enote tvorijo dolge, toge verige, ki zagotavljajo strukturno osnovo za HPMC.
metil:
Metilne skupine (CH3) se vnesejo v celulozno ogrodje s kemično reakcijo z metanolom.Ta zamenjava poveča hidrofobnost polimera, kar vpliva na njegovo topnost in lastnosti tvorbe filma.
hidroksipropil:
Hidroksipropilne skupine (C3H6O) so pritrjene na celulozno ogrodje z reakcijo s propilen oksidom.Te hidroksipropilne skupine prispevajo k topnosti HPMC v vodi in vplivajo na njegovo viskoznost.
Stopnja substitucije (DS) metilnih in hidroksipropilnih skupin se lahko spreminja, kar vpliva na celotno delovanje HPMC.DS se nanaša na povprečno število substituentov na enoto glukoze v celulozni verigi.
Sinteza hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Sinteza HPMC vključuje več kemičnih stopenj, ki uvajajo metilne in hidroksipropilne skupine v celulozno ogrodje.Ključni reakciji sta eterifikacija z metil kloridom in hidroksipropilacija s propilen oksidom.Tukaj je poenostavljen pregled:
Aktivacija celuloze:
Postopek se začne z aktiviranjem celuloze z uporabo baze, običajno natrijevega hidroksida.Ta korak poveča reaktivnost celuloznih hidroksilnih skupin za nadaljnje reakcije.
Metilacija:
Za uvajanje metilnih skupin se uporablja metil klorid.Celuloza reagira z metil kloridom v prisotnosti baze, kar povzroči zamenjavo hidroksilnih skupin z metilnimi skupinami.
reakcija:
Celuloza-OH+CH3Cl→Celuloza-OMe+Celuloza hidroklorid-OH+CH3Cl→Celuloza-OMe+HCl
Hidroksipropilacija:
Hidroksipropilne skupine so pritrjene na celulozno ogrodje s pomočjo propilen oksida.Reakcija običajno poteka v alkalnem mediju, stopnja hidroksipropilacije pa je nadzorovana, da se dosežejo želene lastnosti.
reakcija:
Celuloza-OH+C3H6 kisik→Celuloza-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 kisik Celuloza-OH+C3H6O→Celuloza-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 kisik
Nevtralizacija in čiščenje:
Nastali produkt nevtraliziramo, da odstranimo vse preostale kisle ali bazične ostanke.Koraki čiščenja, kot sta pranje in filtracija, se izvajajo za pridobitev visokokakovostnih izdelkov HPMC.
Kemijske lastnosti hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
Topnost:
HPMC je zlahka topen v hladni vodi, topnost pa je mogoče prilagoditi s spreminjanjem stopnje substitucije.Višje ravni substitucije na splošno povzročijo večjo topnost.
Oblikovanje filma:
HPMC ima odlične lastnosti tvorjenja filma, zaradi česar je primeren za aplikacije, kot so farmacevtski premazi in pakiranje živil.Nastali film je prozoren in zagotavlja plinsko pregrado.
Termično geliranje:
Toplotno geliranje je edinstvena lastnost HPMC.Pri segrevanju nastane gel, moč gela pa je odvisna od dejavnikov, kot sta koncentracija in molekulska masa.
Viskoznost:
Na viskoznost raztopin HPMC vplivata stopnja substitucije in koncentracija.Kot zgoščevalec se pogosto uporablja v različnih panogah.
Površinska aktivnost:
HPMC ima lastnosti, podobne površinsko aktivnim snovem, ki prispevajo k njegovim emulgirnim in stabilizacijskim sposobnostim v formulacijah.
Biokompatibilnost:
HPMC velja za biokompatibilnega, zaradi česar je primeren za uporabo v farmacevtskih izdelkih, vključno s formulacijami zdravil z nadzorovanim sproščanjem.
Uporaba hidroksipropil metilceluloze (HPMC):
zdravilo:
HPMC se običajno uporablja kot vezivo, filmske prevleke in matrice z nadzorovanim sproščanjem v farmacevtskih formulacijah.
potisni gor:
V gradbeni industriji se HPMC uporablja kot sredstvo za zadrževanje vode v materialih na osnovi cementa, ki izboljšuje obdelovalnost in zmanjšuje segregacijo vode.
prehrambena industrija:
HPMC se uporablja v prehrambeni industriji kot zgoščevalec, stabilizator in želirno sredstvo.Pogosto se uporablja v izdelkih, kot so omake, juhe in sladoled.
Izdelki za osebno nego:
Uporaba v kozmetični industriji in industriji osebne nege HPMC se uporablja v izdelkih, kot so kreme in losjoni, zaradi svojih lastnosti zgoščevanja in emulgiranja.
Barve in premazi:
HPMC se dodaja barvam in premazom za povečanje viskoznosti, stabilnosti in zadrževanja vode.
v zaključku:
Hidroksipropil metilceluloza je zaradi svojih edinstvenih kemijskih lastnosti vsestranski polimer s široko paleto uporabe.Sinteza HPMC vključuje uvedbo metilnih in hidroksipropilnih skupin v celulozno ogrodje, kar ima za posledico vodotopen in biokompatibilen polimer.Njegova raznolika uporaba v farmaciji, gradbeništvu, prehrani in osebni negi poudarja njegov pomen v različnih panogah.Ko se raziskave nadaljujejo, lahko nadaljnje spremembe in napredek tehnologije HPMC razširijo njeno uporabnost in izboljšajo njeno delovanje v obstoječih in nastajajočih aplikacijah.
Čas objave: 18. december 2023