ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) หรือที่รู้จักกันในชื่อไฮโปรเมลโลส เป็นโพลีเมอร์อเนกประสงค์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงยา อาหาร และการก่อสร้างเป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่ถูกดัดแปลงโดยปฏิกิริยาเคมีเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของมันโพลีเมอร์นี้มีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการละลายน้ำ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และความสามารถในการสร้างฟิล์ม
โครงสร้างทางเคมีของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC):
ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสได้มาจากเซลลูโลสซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ธรรมชาติที่พบในผนังเซลล์พืชโครงสร้างทางเคมีของ HPMC มีลักษณะเฉพาะคือการมีกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิลและเมทิลอยู่บนแกนเซลลูโลส
กระดูกสันหลังของเซลลูโลส:
เซลลูโลสเป็นโพลีแซ็กคาไรด์เชิงเส้นที่ประกอบด้วยหน่วยกลูโคสที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะ β-1,4-ไกลโคซิดิกหน่วยที่ทำซ้ำจะสร้างโซ่ที่ยาวและแข็งซึ่งเป็นพื้นฐานทางโครงสร้างของ HPMC
เมทิล:
กลุ่มเมทิล (CH3) ถูกนำเข้าสู่แกนหลักของเซลลูโลสผ่านปฏิกิริยาทางเคมีกับเมทานอลการทดแทนนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการไม่ชอบน้ำของโพลีเมอร์ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการละลายและคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์ม
ไฮดรอกซีโพรพิล:
หมู่ไฮดรอกซีโพรพิล (C3H6O) ติดอยู่กับแกนหลักของเซลลูโลสโดยทำปฏิกิริยากับโพรพิลีนออกไซด์หมู่ไฮดรอกซีโพรพิลเหล่านี้มีส่วนทำให้ HPMC สามารถละลายน้ำได้ และมีอิทธิพลต่อความหนืด
ระดับการทดแทน (DS) ของกลุ่มเมทิลและไฮดรอกซีโพรพิลอาจแตกต่างกันไป ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของ HPMCDS อ้างอิงถึงจำนวนเฉลี่ยขององค์ประกอบแทนที่ต่อหน่วยกลูโคสในสายโซ่เซลลูโลส
การสังเคราะห์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC):
การสังเคราะห์ HPMC เกี่ยวข้องกับขั้นตอนทางเคมีหลายขั้นตอนที่แนะนำหมู่เมทิลและไฮดรอกซีโพรพิลเข้าไปในแกนหลักของเซลลูโลสปฏิกิริยาหลัก ได้แก่ เอเทอร์ริฟิเคชันกับเมทิลคลอไรด์และไฮดรอกซีโพรพิเลชันกับโพรพิลีนออกไซด์ต่อไปนี้เป็นภาพรวมอย่างง่าย:
การเปิดใช้งานเซลลูโลส:
กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการกระตุ้นเซลลูโลสโดยใช้เบส ซึ่งโดยทั่วไปคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ขั้นตอนนี้จะเพิ่มปฏิกิริยาของกลุ่มเซลลูโลสไฮดรอกซิลสำหรับปฏิกิริยาที่ตามมา
เมทิลเลชั่น:
เมทิลคลอไรด์ใช้เพื่อแนะนำกลุ่มเมทิลเซลลูโลสทำปฏิกิริยากับเมทิลคลอไรด์เมื่อมีเบส ทำให้เกิดการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลด้วยหมู่เมทิล
ปฏิกิริยา:
เซลลูโลส-OH+CH3Cl→เซลลูโลส-OMe+เซลลูโลสไฮโดรคลอไรด์-OH+CH3Cl→เซลลูโลส-OMe+HCl
ไฮดรอกซีโพรพิเลชัน:
หมู่ไฮดรอกซีโพรพิลติดอยู่กับแกนหลักของเซลลูโลสโดยใช้โพรพิลีนออกไซด์ปฏิกิริยามักจะเกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นด่างและระดับของไฮดรอกซีโพรพิเลชันจะถูกควบคุมเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ
ปฏิกิริยา:
ออกซิเจนเซลลูโลส-OH+C3H6→เซลลูโลส-O-(CH2CH(OH)CH3)+ออกซิเจน H2 เซลลูโลส-OH+C3H6O→เซลลูโลส-O-(CH2CH(OH)CH3)+ออกซิเจน H2
การทำให้เป็นกลางและการทำให้บริสุทธิ์:
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกทำให้เป็นกลางเพื่อกำจัดสิ่งตกค้างที่เป็นกรดหรือเบสที่หลงเหลืออยู่ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การล้างและการกรอง ดำเนินการเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ HPMC คุณภาพสูง
คุณสมบัติทางเคมีของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC):
ความสามารถในการละลาย:
HPMC สามารถละลายได้ง่ายในน้ำเย็น และความสามารถในการละลายสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนระดับของการทดแทนระดับการทดแทนที่สูงขึ้นโดยทั่วไปส่งผลให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น
การก่อตัวของภาพยนตร์:
HPMC มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์มที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น การเคลือบยาและบรรจุภัณฑ์อาหารฟิล์มที่ได้จะมีความโปร่งใสและเป็นตัวกั้นก๊าซ
เจลความร้อน:
เจลระบายความร้อนเป็นคุณสมบัติเฉพาะของ HPMCเจลจะก่อตัวเมื่อถูกความร้อน และความแข็งแรงของเจลขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นและน้ำหนักโมเลกุล
ความหนืด:
ความหนืดของสารละลาย HPMC ได้รับผลกระทบจากระดับการทดแทนและความเข้มข้นในฐานะที่เป็นสารทำให้ข้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ
กิจกรรมพื้นผิว:
HPMC มีคุณสมบัติคล้ายสารลดแรงตึงผิวที่มีความสามารถในการทำให้เป็นอิมัลชันและทำให้เสถียรในสูตรผสม
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ:
HPMC ถือว่าเข้ากันได้ทางชีวภาพ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในเภสัชภัณฑ์ รวมถึงสูตรผสมยาที่มีการปลดปล่อยแบบควบคุม
การใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC):
ยา:
โดยทั่วไปจะใช้ HPMC เป็นสารยึดเกาะ สารเคลือบฟิล์ม และเมทริกซ์การปลดปล่อยแบบควบคุมในสูตรผสมทางเภสัชกรรม
ใส่ขึ้น:
ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง HPMC ถูกใช้เป็นตัวแทนกักเก็บน้ำในวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ ช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานและลดการแยกตัวของน้ำ
อุตสาหกรรมอาหาร:
HPMC ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเพิ่มความข้น สารเพิ่มความคงตัว และสารก่อเจลมักใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ซอส ซุป และไอศกรีม
ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล:
การใช้อุตสาหกรรมเครื่องสำอางและการดูแลส่วนบุคคล HPMC ใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ครีมและโลชั่น เนื่องจากมีคุณสมบัติทำให้ข้นและเป็นอิมัลชัน
สีและสารเคลือบ:
HPMC ถูกเติมลงในสีและสารเคลือบเพื่อเพิ่มความหนืด ความคงตัว และการกักเก็บน้ำ
สรุปแล้ว:
ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นโพลีเมอร์อเนกประสงค์ที่มีการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์การสังเคราะห์ HPMC เกี่ยวข้องกับการแนะนำหมู่เมทิลและไฮดรอกซีโพรพิลเข้าไปในแกนหลักเซลลูโลส ส่งผลให้โพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้และเข้ากันได้ทางชีวภาพการใช้งานที่หลากหลายในด้านเภสัชกรรม การก่อสร้าง อาหาร และการดูแลส่วนบุคคล เน้นย้ำถึงความสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆในขณะที่การวิจัยดำเนินต่อไป การปรับเปลี่ยนและความก้าวหน้าเพิ่มเติมในเทคโนโลยี HPMC อาจขยายอรรถประโยชน์และเพิ่มประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันที่มีอยู่และที่เกิดขึ้นใหม่
เวลาโพสต์: Dec-18-2023