Hidroksipropilmetilceluloza (HPMC) je vsestranska spojina, ki se uporablja v različnih industrijah, vključno s farmacevtsko, prehrambeno, gradbeno in kozmetično.Razumevanje njegove sestave, strukture, lastnosti in uporabe zahteva poglobljeno študijo njegove kemične sestave in procesa sinteze.
sestava in struktura
Celulozna hrbtenica: HPMC izhaja iz celuloze, naravnega polimera, ki ga najdemo v celičnih stenah rastlin.Celuloza je sestavljena iz dolgih verig glukoznih enot, povezanih z β-1,4 glikozidnimi vezmi.
Metilacija: Metilceluloza je predhodnik HPMC in se proizvaja z obdelavo celuloze z alkalijo in metil kloridom.Postopek vključuje zamenjavo hidroksilnih (-OH) skupin na celuloznem ogrodju z metilnimi (-CH3) skupinami.
Hidroksipropilacija: Po metilaciji pride do hidroksipropilacije.V tem koraku propilen oksid reagira z metilirano celulozo in uvede hidroksipropilne (-OCH2CHOHCH3) skupine na celulozno ogrodje.
Stopnja substitucije (DS): Stopnja substitucije se nanaša na povprečno število hidroksipropilnih in metilnih skupin na enoto glukoze v celulozni verigi.Ta parameter vpliva na lastnosti HPMC, vključno z njegovo topnostjo, viskoznostjo in toplotnim obnašanjem.
sinteza
Alkalna obdelava: celulozna vlakna najprej obdelamo z alkalno raztopino, običajno natrijevim hidroksidom (NaOH), da prekinemo medmolekularne vodikove vezi in povečamo dostopnost celuloznih hidroksilnih skupin.
Metilacija: Celuloza, obdelana z alkalijo, reagira z metil kloridom (CH3Cl) pod nadzorovanimi pogoji, kar povzroči zamenjavo hidroksilnih skupin z metilnimi skupinami.
Hidroksipropilacija: Metilirana celuloza nadalje reagira s propilen oksidom (C3H6O) v prisotnosti katalizatorja, kot je natrijev hidroksid.Ta reakcija uvede hidroksipropilne skupine v celulozno ogrodje.
Nevtralizacija in čiščenje: nevtralizirajte reakcijsko mešanico, da odstranite morebitno odvečno bazo.Dobljeni produkt je podvržen korakom čiščenja, kot so filtracija, pranje in sušenje, da dobimo končni produkt HPMC.
značilnost
Topnost: HPMC je topen v vodi in tvori bistro, viskozno raztopino.Topnost je odvisna od dejavnikov, kot so stopnja substitucije, molekulska masa in temperatura.
Viskoznost: HPMC raztopine se obnašajo psevdoplastično, kar pomeni, da se njihova viskoznost zmanjšuje z naraščajočo strižno hitrostjo.Viskoznost je mogoče nadzorovati s prilagajanjem parametrov, kot so DS, molekulska masa in koncentracija.
Tvorba filma: HPMC tvori prožne in prozorne filme, ko jih ulije iz svoje vodne raztopine.Te folije se uporabljajo v premazih, embalaži in farmacevtskih izdelkih.
Toplotna stabilnost: HPMC je termično stabilen pri določeni temperaturi, nad katero pride do razgradnje.Toplotna stabilnost je odvisna od dejavnikov, kot so DS, vsebnost vlage in prisotnost aditivov.
Področja uporabe
Farmacevtski izdelki: HPMC se pogosto uporablja v farmacevtskih formulacijah kot zgoščevalci, veziva, sredstva za tvorbo filma in matrice za podaljšano sproščanje.Izboljša razgradnjo, raztapljanje in biološko uporabnost tablet.
Hrana: HPMC se v živilski industriji uporablja kot zgoščevalec, stabilizator, emulgator in polnilo v izdelkih, kot so omake, prelivi, pecivo in mlečni izdelki.
Konstrukcija: HPMC se doda cementnim maltam, lepilom za štukature in ploščice za izboljšanje obdelavnosti, zadrževanja vode in oprijema.Izboljša učinkovitost teh gradbenih materialov v različnih pogojih.
Kozmetika: HPMC se uporablja kot zgoščevalec, emulgator in stabilizator v kozmetičnih formulacijah, kot so kreme, losjoni in geli.Daje želene reološke lastnosti in povečuje stabilnost izdelka.
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je večnamenska spojina, sintetizirana iz celuloze s postopki metilacije in hidroksipropilacije.Zaradi svoje kemične strukture, lastnosti in uporabe je dragocena sestavina v tako raznolikih panogah, kot so farmacevtska, prehrambena, gradbena in kozmetična.Nadaljnje raziskave in razvoj tehnologije HPMC še naprej širijo njene potencialne aplikacije in izboljšujejo njeno učinkovitost v različnih formulacijah.
Čas objave: 20. februarja 2024