Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC), також відома як гіпромелоза, є універсальним полімером, який використовується в різних галузях промисловості, включаючи фармацевтичну, харчову та будівельну.Це похідна целюлози, модифікована за допомогою хімічної реакції для покращення її властивостей.Цей полімер характеризується водорозчинністю, біосумісністю та плівкоутворювальною здатністю.
Хімічна структура гідроксипропілметилцелюлози (ГПМЦ):
Гідроксипропілметилцелюлоза одержується з целюлози, природного полісахариду, який міститься в клітинних стінках рослин.Хімічна структура HPMC характеризується наявністю гідроксипропілових і метильних груп на целюлозному скелі.
Целюлозний хребет:
Целюлоза — лінійний полісахарид, що складається з ланок глюкози, з’єднаних β-1,4-глікозидними зв’язками.Повторювані одиниці утворюють довгі, жорсткі ланцюги, які забезпечують структурну основу для HPMC.
метил:
Метильні групи (CH3) вводяться в целюлозну основу через хімічну реакцію з метанолом.Ця заміна посилює гідрофобність полімеру, впливаючи на його розчинність і плівкоутворювальні властивості.
гідроксипропіл:
Гідроксипропілові групи (C3H6O) приєднуються до целюлозного остова шляхом реакції з пропіленоксидом.Ці гідроксипропілові групи сприяють розчинності HPMC у воді та впливають на його в'язкість.
Ступінь заміщення (DS) метильної та гідроксипропілової груп може змінюватися, що впливає на загальну продуктивність HPMC.DS відноситься до середньої кількості замісників на одиницю глюкози в целюлозному ланцюгу.
Синтез гідроксипропілметилцелюлози (HPMC):
Синтез HPMC включає кілька хімічних етапів, які вводять метильні та гідроксипропілові групи в целюлозний скелет.Ключові реакції включають етерифікацію метилхлоридом і гідроксипропілювання пропіленоксидом.Ось спрощений огляд:
Активація целюлози:
Процес починається з активації целюлози за допомогою основи, зазвичай гідроксиду натрію.Ця стадія підвищує реакційну здатність гідроксильних груп целюлози для подальших реакцій.
Метилювання:
Для введення метильних груп використовують метилхлорид.Целюлоза реагує з хлористим метилом у присутності основи, в результаті чого відбувається заміна гідроксильних груп на метильні.
реакція:
Целюлоза-OH+CH3Cl→Целюлоза-OMe+Целюлоза гідрохлорид-OH+CH3Cl→Целюлоза-OMe+HCl
Гідроксипропілювання:
Гідроксипропілові групи приєднуються до целюлозного остову за допомогою пропіленоксиду.Реакція зазвичай відбувається в лужному середовищі, і ступінь гідроксипропілювання контролюється для досягнення бажаних властивостей.
реакція:
Целюлоза-OH+C3H6 кисень→Целюлоза-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 кисень Целюлоза-OH+C3H6O→Целюлоза-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 кисень
Нейтралізація та очищення:
Отриманий продукт нейтралізують для видалення будь-яких кислотних або основних залишків.Такі етапи очищення, як промивання та фільтрація, виконуються для отримання високоякісних продуктів HPMC.
Хімічні властивості гідроксипропілметилцелюлози (HPMC):
Розчинність:
HPMC легко розчиняється в холодній воді, і розчинність можна регулювати, змінюючи ступінь заміщення.Вищі рівні заміщення зазвичай призводять до підвищення розчинності.
Формування плівки:
HPMC має відмінні плівкоутворювальні властивості, що робить його придатним для таких застосувань, як фармацевтичне покриття та упаковка харчових продуктів.Отримана плівка прозора і забезпечує газовий бар'єр.
Термальне гелеутворення:
Термічне гелеутворення є унікальною властивістю HPMC.При нагріванні утворюється гель, і міцність гелю залежить від таких факторів, як концентрація та молекулярна маса.
В'язкість:
На в'язкість розчинів ГПМЦ впливає ступінь заміщення та концентрація.Як загусник він широко використовується в різних галузях промисловості.
Поверхнева активність:
HPMC має властивості, подібні до поверхнево-активної речовини, які сприяють його емульгуючим і стабілізуючим можливостям у композиціях.
біосумісність:
HPMC вважається біосумісним, що робить його придатним для використання у фармацевтичних препаратах, включаючи препарати з контрольованим вивільненням.
Застосування гідроксипропілметилцелюлози (HPMC):
ліки:
HPMC зазвичай використовується як сполучна речовина, плівкове покриття та матриця з контрольованим вивільненням у фармацевтичних композиціях.
поставити:
У будівельній промисловості HPMC використовується як водоутримувальний агент у матеріалах на основі цементу, покращуючи оброблюваність і зменшуючи виділення води.
харчова промисловість:
HPMC використовується в харчовій промисловості як загусник, стабілізатор і гелеутворювач.Його часто використовують у таких продуктах, як соуси, супи та морозиво.
Засоби особистої гігієни:
Застосування в косметиці та галузі особистої гігієни HPMC використовується в таких продуктах, як креми та лосьйони, завдяки своїм властивостям загущення та емульгування.
Фарби та покриття:
HPMC додається до фарб і покриттів для підвищення в'язкості, стабільності та утримання води.
на закінчення:
Гідроксипропілметилцелюлоза є універсальним полімером із широким спектром застосування завдяки своїм унікальним хімічним властивостям.Синтез HPMC включає введення метильної та гідроксипропілової груп у целюлозний скелет, у результаті чого утворюється водорозчинний і біосумісний полімер.Його різноманітне застосування у фармацевтиці, будівництві, продуктах харчування та особистої гігієни підкреслює його важливість у різних галузях промисловості.Оскільки дослідження тривають, подальші модифікації та вдосконалення технології HPMC можуть розширити її корисність і підвищити продуктивність у існуючих і нових програмах.
Час публікації: 18 грудня 2023 р