Sifat kimia HPMC

Hidroksipropil Metilselulosa (HPMC)ialah eter selulosa bukan ionik, iaitu produk yang diubah suai secara kimia yang dibentuk melalui tindak balas selulosa semula jadi dengan propilena oksida dan metil klorida selepas pengalkilan. HPMC mempunyai kestabilan fizikal dan kimia yang baik dan digunakan secara meluas dalam bidang farmaseutikal, bahan binaan, makanan, kosmetik dan bidang lain. Sifat kimianya adalah seperti berikut:

1. Ciri-ciri struktur molekul

Rangka asas HPMC berasal daripada selulosa semula jadi, yang dibentuk oleh unit glukosa yang disambungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik untuk membentuk rantai makromolekul linear. Pengenalan kumpulan hidroksipropil dan metoksi sebahagiannya menggantikan kumpulan hidroksil (-OH) pada rantai molekul selulosa, sekali gus memberikannya sifat unik. Tahap penggantian ini (iaitu, tahap penggantian kumpulan metoksi dan hidroksipropil) mempunyai pengaruh penting terhadap keterlarutan, sifat gel dan kestabilan HPMC.

2. Keterlarutan

HPMC ialah polimer larut air bukan ionik tipikal yang boleh mengembang dengan cepat dalam air sejuk dan membentuk larutan koloid lutsinar atau lut sinar. Walau bagaimanapun, dalam air panas, HPMC tidak mudah larut dan akan membentuk gel pada suhu tinggi. Sifat gel termundur ini merupakan salah satu sifat fizikal dan kimia HPMC yang penting. Selain air, HPMC juga boleh larut dalam pelarut organik polar tertentu, seperti pelarut campuran etanol dan air, dimetilformamida, dsb.

3. Kestabilan terma dan gelasi

HPMC mempunyai kestabilan terma yang sangat baik. Apabila suhu meningkat, rantai molekul HPMC dalam larutan akueus akan mengalami perkaitan dehidrasi untuk membentuk struktur rangkaian tiga dimensi, dan peralihan daripada larutan kepada gel akan berlaku. Suhu gelasi bergantung pada kandungan dan berat molekul substituen. Secara amnya, HPMC dengan kandungan hidroksipropil yang tinggi mempunyai suhu gelasi yang lebih tinggi, manakala HPMC dengan kandungan metoksi yang tinggi mempunyai suhu gelasi yang lebih rendah.

Gelasi boleh diterbalikkan, dan gel akan larut semula ke dalam keadaan cecair selepas disejukkan. Sifat termogel yang unik ini menjadikan HPMC sering digunakan sebagai bahan pelepasan berterusan dalam industri farmaseutikal dan digunakan dalam industri bahan binaan untuk meningkatkan prestasi pembinaan mortar.

4. kestabilan pH

HPMC mengekalkan kestabilan yang baik dalam julat pH 3~11. Julat kestabilan pH yang luas ini membolehkannya digunakan dalam pelbagai persekitaran tanpa degradasi atau pemendakan. Apabila nilai pH lebih rendah daripada 3 atau lebih tinggi daripada 11, larutan mungkin terdegradasi atau termendak disebabkan oleh kepekatan ion hidrogen atau ion hidroksida yang tinggi, mengakibatkan prestasi yang menurun.

5. Kereaktifan Kimia

Disebabkan kehadiran beberapa kumpulan hidroksil yang tidak tersubstitusi dalam molekul HPMC, ia masih mengekalkan aktiviti kimia tertentu dan boleh menjalani tindak balas berikut:

Tindak balas pengesteran: Di bawah keadaan yang sesuai, HPMC boleh bertindak balas dengan asil klorida, anhidrida, dan sebagainya untuk membentuk ester;

Tindak balas eterifikasi: Kumpulan hidroksil sisa boleh terus bertindak balas dengan agen eterifikasi (seperti epoksida) untuk mengubah lagi tahap penggantian dan prestasi HPMC;

Tindak balas pengoksidaan: Dengan kehadiran oksidan kuat (seperti kalium permanganat, natrium hipoklorit), rantai molekul HPMC mungkin putus, mengakibatkan kelikatan berkurangan;

Tindak balas hidrolisis: Di bawah tindakan asid kuat atau bes kuat, rantai sisi hidroksipropil dan metoksi mungkin terhidrolisis, menyebabkan perubahan dalam struktur molekul dan degradasi prestasi.

Secara amnya, di bawah keadaan aplikasi biasa, sifat kimia HPMC agak stabil.

6. Kebolehuraian biologi

HPMC berasal daripada selulosa semula jadi, jadi ia boleh diuraikan menjadi gula molekul kecil dalam persekitaran biologi tertentu (seperti di bawah tindakan mikroorganisma), dan akhirnya diuraikan menjadi karbon dioksida dan air. Kebolehuraian bio yang baik ini menjadikan HPMC memenuhi keperluan bahan mesra alam.

7. Keserasian dengan bahan lain

Sebagai polimer bukan ionik, HPMC mempunyai keserasian yang baik dengan pelbagai bahan tambahan ionik atau bukan ionik (seperti polimer lain, surfaktan, pemekat, dll.). Terutamanya dalam sistem formulasi, ia boleh berfungsi dengan pelbagai bahan ubat, nutrien, pigmen, dll. tanpa pemendakan atau stratifikasi.

Kestabilan HPMC dalam persekitaran kepekatan elektrolit yang tinggi akan terjejas, dan terlalu banyak garam tak organik boleh menyebabkan kelikatan larutan berkurangan atau termendak.

8. Rintangan enzim

Berbanding dengan selulosa semula jadi,HPMCmempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap selulase disebabkan oleh penggantian beberapa kumpulan hidroksil, dan tidak mudah diuraikan oleh enzim konvensional. Ciri ini memberikannya kelebihan pelepasan ubat yang tertangguh dalam persekitaran gastrousus.

Hidroksipropil metilselulosa (HPMC) ialah bahan polimer semula jadi yang diubah suai secara kimia dengan kelarutan air, gelasi terma, kestabilan pH, kestabilan kimia dan kebolehuraian biologi yang baik. Disebabkan oleh struktur dan sifat kimianya yang unik, HPMC digunakan secara meluas dalam bidang perubatan, bahan binaan, salutan, makanan, kosmetik, dan sebagainya, terutamanya dalam formulasi yang memerlukan penebalan, pelepasan terkawal, pembentukan filem, penggantungan, pengemulsian dan fungsi lain.