HPMC ķīmiskās īpašības

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir nejonu celulozes ēteris, kas ir ķīmiski modificēts produkts, kas veidojas dabiskās celulozes reakcijā ar propilēnoksīdu un metilhlorīdu pēc sārmināšanas. HPMC ir laba fizikālā un ķīmiskā stabilitāte, un to plaši izmanto farmācijā, būvmateriālos, pārtikā, kosmētikā un citās jomās. Tā ķīmiskās īpašības ir šādas:

1. Molekulārās struktūras raksturojums

HPMC pamatskelets ir veidots no dabiskās celulozes, ko veido glikozes vienības, kas savienotas ar β-1,4-glikozīdu saitēm, veidojot lineāru makromolekulāru ķēdi. Hidroksipropila un metoksigrupu ievadīšana daļēji aizvieto hidroksilgrupas (-OH) celulozes molekulārajā ķēdē, tādējādi piešķirot tai unikālas īpašības. Šī aizvietošanas pakāpe (t. i., metoksi- un hidroksipropilgrupu aizvietošanas pakāpe) būtiski ietekmē HPMC šķīdību, gēla īpašības un stabilitāti.

2. Šķīdība

HPMC ir tipisks nejonu ūdenī šķīstošs polimērs, kas aukstā ūdenī var ātri uzbriest un veidot caurspīdīgu vai caurspīdīgu koloidālu šķīdumu. Tomēr karstā ūdenī HPMC nav viegli šķīstošs un augstā temperatūrā veido želeju. Šī termoatgriezeniskā želejas īpašība ir viena no svarīgākajām HPMC fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Papildus ūdenim HPMC var izšķīdināt arī noteiktos polāros organiskajos šķīdinātājos, piemēram, etanola un ūdens maisījumā, dimetilformamīdā utt.

3. Termiskā stabilitāte un želejveida veidošanās

HPMC ir lieliska termiskā stabilitāte. Pieaugot temperatūrai, HPMC molekulu ķēdes ūdens šķīdumā dehidratējas, veidojot trīsdimensiju tīkla struktūru, un notiek pāreja no šķīduma uz želeju. Želēšanas temperatūra ir atkarīga no aizvietotāju satura un molekulmasas. Parasti HPMC ar augstu hidroksipropilgrupu saturu ir augstāka želejēšanas temperatūra, savukārt HPMC ar augstu metoksigrupu saturu ir zemāka želejēšanas temperatūra.

Želēšana ir atgriezeniska, un pēc atdzesēšanas želeja atkal izšķīst šķidrā stāvoklī. Šī unikālā termogēla īpašība padara HPMC bieži izmantojamu kā ilgstošas ​​iedarbības materiālu farmācijas rūpniecībā un būvmateriālu rūpniecībā, lai uzlabotu javas konstrukcijas veiktspēju.

4. pH stabilitāte

HPMC saglabā labu stabilitāti pH diapazonā no 3 līdz 11. Šis plašais pH stabilitātes diapazons ļauj to lietot dažādās vidēs bez degradācijas vai nogulsnēšanās. Ja pH vērtība ir zemāka par 3 vai augstāka par 11, šķīdums var degradēties vai nogulsnēties augstas ūdeņraža jonu vai hidroksīda jonu koncentrācijas dēļ, kā rezultātā samazinās veiktspēja.

5. Ķīmiskā reaģētspēja

Dažu neaizvietotu hidroksilgrupu klātbūtnes dēļ HPMC molekulā tā joprojām saglabā noteiktu ķīmisko aktivitāti un var veikt šādas reakcijas:

Esterifikācijas reakcija: atbilstošos apstākļos HPMC var reaģēt ar acilhlorīdiem, anhidrīdiem utt., veidojot esterus;

Ēterifikācijas reakcija: Atlikušās hidroksilgrupas var turpināt reaģēt ar ēterificējošiem līdzekļiem (piemēram, epoksīdiem), lai vēl vairāk mainītu HPMC aizvietošanas pakāpi un veiktspēju;

Oksidācijas reakcija: spēcīgu oksidētāju (piemēram, kālija permanganāta, nātrija hipohlorīta) klātbūtnē HPMC molekulārā ķēde var pārtrūkt, kā rezultātā samazinās viskozitāte;

Hidrolīzes reakcija: Spēcīgu skābju vai bāzu iedarbībā hidroksipropila un metoksi sānu ķēdes var hidrolizēties, izraisot izmaiņas molekulārajā struktūrā un veiktspējas pasliktināšanos.

Kopumā normālos lietošanas apstākļos HPMC ķīmiskās īpašības ir relatīvi stabilas.

6. Bioloģiskā noārdīšanās

HPMC ir iegūts no dabīgas celulozes, tāpēc noteiktā bioloģiskā vidē (piemēram, mikroorganismu iedarbībā) to var sadalīt mazos molekulāros cukuros un visbeidzot sadalīties oglekļa dioksīdā un ūdenī. Šī labā bioloģiskā noārdīšanās spēja padara HPMC atbilstošu videi draudzīgu materiālu prasībām.

7. Saderība ar citām vielām

Kā nejonu polimērs, HPMC ir labi saderīgs ar dažādām jonu vai nejonu piedevām (piemēram, citiem polimēriem, virsmaktīvām vielām, biezinātājiem utt.). Īpaši formulēšanas sistēmā tas var darboties ar dažādām zāļu sastāvdaļām, barības vielām, pigmentiem utt. bez nogulsnēšanās vai stratifikācijas.

HPMC stabilitāte vidē ar augstu elektrolītu koncentrāciju tiks ietekmēta, un pārāk daudz neorganiskā sāls var izraisīt šķīduma viskozitātes samazināšanos vai pat nogulsnēšanos.

8. Enzīmu rezistence

Salīdzinot ar dabisko celulozi,HPMCir uzlabota izturība pret celulāzi, pateicoties dažu hidroksilgrupu aizvietošanai, un to nav viegli sadalīt ar parastajiem enzīmiem. Šī īpašība dod tam priekšrocību, ka zāles atbrīvojas aizkavēti kuņģa-zarnu trakta vidē.

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir ķīmiski modificēts dabīgs polimēru materiāls ar labu šķīdību ūdenī, termisko želejveida formu, pH stabilitāti, ķīmisko stabilitāti un bioloģisko noārdīšanos. Pateicoties unikālajai struktūrai un ķīmiskajām īpašībām, HPMC tiek plaši izmantots medicīnas, būvmateriālu, pārklājumu, pārtikas, kosmētikas u.c. jomās, īpaši preparātos, kuriem nepieciešama sabiezināšana, kontrolēta atbrīvošanās, plēves veidošana, suspensijas veidošana, emulgācija un citas funkcijas.