CARBOXYMETHYLCELLULOSE: CIRI, STRUKTUR, SINTESIS, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The carboxymethyl selulosa adalah sebatian yang diperolehi daripada selulosa, polimer glukosa. Ia juga menerima nama-nama selulosa atau karmellose gum. Ia boleh dalam bentuk garam natrium.

Carboxymethylcellulose bersifat hygroscopic dan larut dalam air, tidak seperti selulosa, yang tidak larut dalam air. Beberapa kumpulan –CH ₂ OH molekul glukosa yang membentuk selulosa digantikan oleh –CH ₂ OCH ₂ kumpulan COOH. Penggantian ini memberikan sifat ionik pada strukturnya.

Sumber: Oleh LHcheM, dari Wikimedia Commons

Tetapi apa itu selulosa? Ini adalah biopolimer yang dibuat secara eksklusif dari molekul β-glukosa, dihubungkan oleh ikatan β-1,4-o-glukosidik. Selulosa mempunyai formula (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n dengan nilai minimum 2000 untuk n. Polimer boleh mempunyai struktur linier atau berserat, menjadi penyusun utama dinding sel tumbuhan.

Strukturnya yang padat tidak dapat ditembusi oleh air dan oleh itu tidak larut di dalamnya. Meskipun terdiri dari glukosa, selulosa tidak dapat digunakan oleh hewan, kerana mereka kekurangan enzim selulase untuk memutuskan ikatan β1,4-glukosidik.

Kumpulan karboksimetil yang melekat pada selulosa memberi permukaan karboksimetil selulosa bermuatan negatif. Caj ini memungkinkan penggunaannya dalam teknik kromatografi pertukaran ion, berfungsi sebagai penukar kation yang digunakan dalam pemurnian protein.

Oleh kerana sifat hidrofiliknya, karboksimetilselulosa digunakan dalam rawatan mata kering. Begitu juga, kerana harta tanah ini, ia telah digunakan dalam pembuatan lampin dan produk kebersihan jenis ini. Aplikasi ini berfungsi sebagai contoh senarai penggunaan dan / atau aplikasi yang sangat banyak yang dimiliki oleh kompaun ini.

Ciri fizikal dan kimia

Formula

RnOCH ₂ -COOH

Penampilan fizikal

Serbuk putih. Natrium karboksimetil selulosa: zarah berserat putih atau susu.

Bau dan rasa

Tidak berbau dan tidak sedap.

Keterlarutan air

Ia larut (20 mg / mL).

Kelarutan dalam pelarut organik

Tidak larut dalam metanol, etanol, dietil eter, aseton, kloroform, dan juga dalam benzena.

Titik penguraian

274 ° C.

Ketumpatan

0,7 - 0,9 g / cm ³ .

Keasidan

Ia serupa dengan asid asetik dan pemalar pemisahannya adalah 5 x 10 ^-5 .

Struktur

Sumber: Oleh Elrond, dari Wikimedia Commons

Gambar atas menunjukkan struktur unit monomer karboksimetil selulosa. Perhatikan bahawa H bagi kumpulan hidroksil digantikan oleh kumpulan CH ₂ COOH; Kecuali untuk kumpulan OH di C-3. Iaitu, menurut gambar, polimer tidak diganti sepenuhnya.

Kumpulan CH ₂ COOH dapat deprotonate dan mengelilingi diri mereka dengan tarikan elektrostatik kation Na ⁺ : CH ₂ COO ^- Na ⁺ . Terima kasih kepada mereka bahawa karboksimetil selulosa sangat larut dalam air, kerana ia mampu membentuk ikatan hidrogen dengannya (CH ₂ COOH-OH ₂ ). Ini adalah penyebab utama watak hidrofilik dan hygroscopicnya.

Juga, kumpulan ini jauh lebih besar daripada hidroksil, sehingga sifat fizikokimia polimer berubah sehubungan dengan selulosa asal. Saiznya yang besar menghalang pembentukan ikatan hidrogen dalaman, iaitu antara rantai monomer, membiarkan cincin sepenuhnya terkena interaksi dengan air.

Oleh itu, lebih besar tahap penggantian OH oleh CH ₂ COOH, lebih besar watak hidrofilik selulosa yang dihasilkan. Secara mikroskopik perbezaan ini mungkin tidak begitu jelas; tetapi pada skala makroskopik, akan sama dengan dapat melarutkan sebatang kayu di dalam bekas air jika penggantian tersebut terjadi di tempat.

Sintesis

Untuk mendapatkan karboksimetilselulosa, dari serat selulosa, prosedur Druvacell diikuti:

A) Serat selulosa dirawat dengan isopropanol dan alkali untuk menyebabkan pembengkakan dan pengionan kumpulan hidroksil.

B) Serat selulosa dari rawatan sebelumnya dikalkali lagi dengan rawatan dengan NaOH, mengikut reaksi berikut:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Serat selulosa yang terikat dengan NaOH kemudian bertindak balas dengan natrium kloroasetat, sehingga menghasilkan natrium karboksimetilselulosa:

RceOH ∙ NaOH + ClCH ₂ COO ^- Na => RceOCH ₂ COO ^- Na ⁺ + NaCl + H ₂ O

Mengikat Ketua Pegawai Operasi ^- Kumpulan kepada selulosa untuk membentuk jenama carboxymethiclulose ia larut dalam air dan lebih reaktif.

Untuk apa (kegunaan)

Carboxymethylcellulose mempunyai banyak kegunaan dan aplikasi kerana hidrofiliknya dan kemampuannya untuk bergabung dengan sebatian yang banyak. Antara kegunaannya adalah seperti berikut.

Makanan

-Ia digunakan sebagai pemekat dan penstabil makanan. Di samping itu, ia digunakan sebagai serat makanan dan pengemulsi. Ia digunakan untuk mengocok ais krim, krim dan krim, serta membantu pembentukan gel gel dan puding.

-Digunakan sebagai agen penggantung dalam jus buah dan sebagai koloid pelindung dalam mayonis. Ia juga digunakan untuk menutup permukaan buah.

-Karena karboksimetilselulosa tidak dimetabolisme oleh tubuh, ia boleh digunakan oleh orang yang menjalani diet rendah kalori.

Ubat

-Penyelesaian karboksimetilselulosa membentuk gel yang digunakan dalam pembedahan jantung, toraks dan kornea.

-Dalam operasi dada, paru-paru dijepit dan ditutup dengan larutan karboksimetilselulosa. Ini untuk mengelakkan kebocoran udara yang terdapat di alveoli dan masuknya cairan ke dalam paru-paru.

-Dalam cabang ortopedik, karboksimetilselulosa digunakan dalam pelinciran sendi, terutama di pergelangan tangan, lutut dan pinggul. Larutan polimer disuntik ke sendi untuk mengelakkan hakisan, keradangan, dan kemungkinan pemusnahan tulang rawan.

-Ia digunakan dalam rawatan kekeringan dan kerengsaan mata. Ia juga digunakan sebagai agen pelindung untuk mencegah kerosakan pada bola mata, seperti yang dapat terjadi pada penempatan lensa kontak.

-Carboxymethylcellulose juga digunakan dalam rawatan sembelit, menggemari pembentukan tinja dengan konsistensi yang sesuai. Ia digunakan sebagai julap.

-Kombinasi karboksimetilselulosa-heparin telah digunakan untuk mengelakkan lekatan semasa pembedahan.

Industri Pembinaan

-Bertindak sebagai agen penstabil dan hidrofilik dalam kebanyakan penyediaan simen dan bahan binaan. Ini meningkatkan penyebaran pasir di simen, di samping itu meningkatkan tindakan pelekat simen.

-Ia juga digunakan sebagai bagian dari perekat untuk kertas pelapis.

Dalam bahan pencuci

Cabang industri yang mungkin mempunyai penggunaan karboksimetil selulosa tertinggi adalah dalam pengeluaran sabun dan deterjen. Ia bertindak sebagai agen penghambat yang menghalang lemak, dikeluarkan dari permukaan kain oleh bahan pencuci, daripada menyatukannya semula.

Pelekat

-Ia digunakan dalam penjelasan pelekat untuk kertas, kerana tidak mengotorkannya, ia tidak mengeluarkan bau dan boleh ditanggalkan. Ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam memperbaiki buku atau bahan lain.

-Ia juga telah diuji dalam campuran dengan pati dan fenol formaldehid untuk penjelasan gam yang memungkinkan penyatuan kepingan kayu.

Industri wain

Ia digunakan untuk mengelakkan pemendakan garam tartar yang terdapat di dalam anggur.

Industri kertas

-Lapisan dengan penyediaan karboksimetil selulosa kertas lilin dan kadbod mengurangkan penggunaan lilin. Ini juga mengurangkan penggunaan dakwat percetakan, sehingga permukaan gloss lebih tinggi. Selain itu, permukaan kertas mempunyai kelancaran yang lebih besar dan ketahanan terhadap gris yang lebih besar.

-Carboxymethylcellulose meningkatkan ikatan antara serat kertas, meningkatkan pewarnaannya. Ia juga digunakan sebagai penyebar tambahan dalam penyerapan serat pulpa selulosa, mengelakkan pengiraannya.

berkebun

Carboxymethylcellulose bertindak sebagai agen penyebaran racun perosak. Juga, ia digunakan sebagai lem untuk mengikat racun serangga ke permukaan daun tanaman. Pada beberapa kesempatan, ia digunakan sebagai bantuan dalam penurunan beberapa baja yang sangat mencemarkan.

Kosmetik

Ia digunakan sebagai pengental, penstabil dan bekas film dalam produk krim, losyen, syampu dan rambut. Selain itu, ia digunakan dalam penyediaan gel untuk digunakan dalam pembersihan gigi.

Cat

Ia digunakan dalam pembuatan cat dan varnis berasaskan minyak, bertindak sebagai agen penebalan dan penyebaran pigmen dalam cecair.

Plastik

Ia digunakan untuk meningkatkan kelikatan susu getah.

Seramik

Ia digunakan untuk menggabungkan kepingan porselin, kerana larutan karboksimetil selulosa berasal ketika memanggang sedikit abu.

Industri tekstil

-Digunakan dalam bentuk mentah untuk mengelakkan ubah bentuk kain. Carboxymethylcellulose, dalam kombinasi dengan kanji, digunakan dalam cucian. Ia juga digunakan dalam menyelesaikan fabrik. Semasa pembuatannya, kain diresapi dengan karboksimetilselulosa dan kemudian dirawat dengan asid dan panas.

-Ia digunakan dalam pencetakan kain, berkolaborasi sebagai agen penebat untuk cat tekstil dan pernis.

Industri farmaseutikal

-Carboxymethylcellulose digunakan dalam lapisan tablet ubat. Polimer tidak larut dalam keadaan perut berasid, tetapi larut dalam usus kecil, di mana agen terapi diserap.

-Ia juga digunakan sebagai bekas gel, pembawa ubat dalam bentuk salap. Selanjutnya, ia digunakan sebagai agen penstabil dalam penggantungan dan emulsi. Ia digunakan sebagai bioadhesive dalam tablet yang mengikat lendir badan.

Rujukan

1. Kimia Sidley. (2018). Sifat Sodium Carboxymethyl Cellulose. Dipulihkan dari: celluloseether.com
2. Wikipedia. (2018). Carboxymethylcellulose. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org
3. QuimiNet. (11 Oktober 2006). Pelbagai aplikasi karboksimetilselulosa. Dipulihkan dari: quiminet.com
4. Gamboni J. & col. (sf). Pengoptimuman proses karboksimetilasi selulosa dari tebu tebu. . Dipulihkan dari: aaiq.org.ar
5. Gabungan karboksimetilelulosa-heparin untuk pencegahan lekatan pembedahan. (2017) Jurnal penyelidikan pembedahan 213: 222-233.