Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), còn được gọi là hypromellose, là một loại polymer đa năng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm dược phẩm, thực phẩm và xây dựng.Nó là một dẫn xuất cellulose được biến đổi thông qua phản ứng hóa học để tăng cường tính chất của nó.Polyme này được đặc trưng bởi khả năng hòa tan trong nước, khả năng tương thích sinh học và khả năng tạo màng.
Cấu trúc hóa học của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC):
Hydroxypropyl methylcellulose có nguồn gốc từ cellulose, một loại polysaccharide tự nhiên được tìm thấy trong thành tế bào thực vật.Cấu trúc hóa học của HPMC được đặc trưng bởi sự hiện diện của các nhóm hydroxypropyl và methyl trên khung cellulose.
Xương sống xenluloza:
Cellulose là một polysaccharide tuyến tính bao gồm các đơn vị glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glycosid.Các đơn vị lặp lại tạo thành các chuỗi dài và cứng tạo nên cơ sở cấu trúc cho HPMC.
metyl:
Các nhóm methyl (CH3) được đưa vào khung cellulose thông qua phản ứng hóa học với metanol.Sự thay thế này làm tăng tính kỵ nước của polyme, ảnh hưởng đến độ hòa tan và tính chất tạo màng của nó.
Hydroxypropyl:
Các nhóm hydroxypropyl (C3H6O) được gắn vào khung cellulose bằng phản ứng với propylene oxit.Các nhóm hydroxypropyl này góp phần vào khả năng hòa tan trong nước của HPMC và ảnh hưởng đến độ nhớt của nó.
Mức độ thay thế (DS) của nhóm methyl và hydroxypropyl có thể khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của HPMC.DS đề cập đến số lượng nhóm thế trung bình trên mỗi đơn vị glucose trong chuỗi cellulose.
Tổng hợp Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
Quá trình tổng hợp HPMC bao gồm một số bước hóa học đưa nhóm methyl và hydroxypropyl vào khung cellulose.Các phản ứng chính bao gồm quá trình ete hóa bằng metyl clorua và hydroxypropyl hóa bằng propylene oxit.Đây là một cái nhìn tổng quan đơn giản:
Hoạt hóa xenlulo:
Quá trình bắt đầu bằng cách kích hoạt cellulose bằng bazơ, thường là natri hydroxit.Bước này làm tăng khả năng phản ứng của các nhóm hydroxyl cellulose cho các phản ứng tiếp theo.
Sự methyl hóa:
Metyl clorua được sử dụng để giới thiệu các nhóm metyl.Xellulose phản ứng với metyl clorua khi có mặt bazơ, dẫn đến sự thay thế nhóm hydroxyl bằng nhóm metyl.
sự phản ứng lại:
Xellulose-OH+CH3Cl→Cellulose-OMe+Cellulose Hydrochloride-OH+CH3Cl→Cellulose-OMe+HCl
Hydroxypropyl hóa:
Các nhóm hydroxypropyl được gắn vào khung cellulose bằng oxit propylen.Phản ứng thường diễn ra trong môi trường kiềm và mức độ hydroxypropyl hóa được kiểm soát để đạt được các đặc tính mong muốn.
sự phản ứng lại:
Xellulose-OH+C3H6 oxy→Cellulose-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 oxy Cellulose-OH+C3H6O→Cellulose-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2 oxy
Trung hòa và thanh lọc:
Sản phẩm thu được được trung hòa để loại bỏ dư lượng axit hoặc bazơ còn lại.Các bước tinh chế như rửa và lọc được thực hiện để thu được sản phẩm HPMC chất lượng cao.
Tính chất hóa học của Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
độ hòa tan:
HPMC dễ hòa tan trong nước lạnh và độ hòa tan có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi mức độ thay thế.Mức độ thay thế cao hơn thường dẫn đến độ hòa tan tăng lên.
Sự hình thành màng:
HPMC có đặc tính tạo màng tuyệt vời, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng như lớp phủ dược phẩm và bao bì thực phẩm.Màng thu được trong suốt và cung cấp một rào cản khí.
Gel hóa nhiệt:
Tạo gel nhiệt là một đặc tính độc đáo của HPMC.Gel hình thành khi đun nóng và độ bền của gel phụ thuộc vào các yếu tố như nồng độ và trọng lượng phân tử.
Độ nhớt:
Độ nhớt của dung dịch HPMC bị ảnh hưởng bởi mức độ thay thế và nồng độ.Là chất làm đặc, nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Hoạt động bề mặt:
HPMC có các đặc tính giống chất hoạt động bề mặt góp phần tạo nên khả năng nhũ hóa và ổn định trong công thức.
Tương thích sinh học:
HPMC được coi là có tính tương thích sinh học nên phù hợp để sử dụng trong dược phẩm, bao gồm cả các công thức thuốc giải phóng có kiểm soát.
Ứng dụng của Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC):
thuốc:
HPMC thường được sử dụng làm chất kết dính, chất phủ màng và chất nền giải phóng có kiểm soát trong các công thức dược phẩm.
đưa lên:
Trong ngành xây dựng, HPMC được sử dụng làm chất giữ nước trong vật liệu gốc xi măng, cải thiện tính công tác và giảm sự phân tầng nước.
công nghiệp thực phẩm:
HPMC được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như chất làm đặc, chất ổn định và chất tạo gel.Nó thường được sử dụng trong các sản phẩm như nước sốt, súp và kem.
Sản phẩm chăm sóc cá nhân:
Sử dụng trong ngành Mỹ phẩm và Chăm sóc Cá nhân HPMC được sử dụng trong các sản phẩm như kem và nước thơm do đặc tính làm đặc và nhũ hóa của nó.
Sơn và chất phủ:
HPMC được thêm vào sơn và chất phủ để tăng độ nhớt, độ ổn định và khả năng giữ nước.
Tóm lại là:
Hydroxypropyl methylcellulose là một loại polymer linh hoạt có nhiều ứng dụng do tính chất hóa học độc đáo của nó.Quá trình tổng hợp HPMC liên quan đến việc đưa các nhóm methyl và hydroxypropyl vào khung cellulose, tạo ra một loại polymer hòa tan trong nước và tương thích sinh học.Các ứng dụng đa dạng của nó trong dược phẩm, xây dựng, thực phẩm và chăm sóc cá nhân làm nổi bật tầm quan trọng của nó trong các ngành công nghiệp khác nhau.Khi nghiên cứu tiếp tục, những sửa đổi và tiến bộ hơn nữa trong công nghệ HPMC có thể mở rộng tiện ích và nâng cao hiệu suất của nó trong các ứng dụng hiện có và mới nổi.
Thời gian đăng: 18-12-2023