Sodná soľ karboxymetylcelulózy | 9000-11-7

Karboxymetylcelulóza (CMC) alebo celulózová guma je derivát celulózy s karboxymetylovými skupinami (-CH2-COOH) naviazanými na niektoré hydroxylové skupiny monomérov glukopyranózy, ktoré tvoria kostru celulózy. Často sa používa ako jeho sodná soľ, sodná soľ karboxymetylcelulózy.

Syntetizuje sa alkalicky katalyzovanou reakciou celulózy s kyselinou chlóroctovou. Polárne (organické kyseliny) karboxylové skupiny spôsobujú, že celulóza je rozpustná a chemicky reaktívna. Funkčné vlastnosti CMC závisia od stupňa substitúcie celulózovej štruktúry (tj koľko hydroxylových skupín sa zúčastnilo substitučnej reakcie), ako aj od dĺžky reťazca štruktúry celulózového hlavného reťazca a od stupňa zhlukovania karboxymetylové substituenty.

UsesCMC sa používa v potravinárstve ako modifikátor viskozity alebo zahusťovadlo a na stabilizáciu emulzií v rôznych výrobkoch vrátane zmrzliny. Ako potravinárska prídavná látka má E-číslo E466. Je tiež súčasťou mnohých nepotravinových produktov, ako je KY Jelly, zubná pasta, laxatíva, tabletky na chudnutie, farby na vodnej báze, čistiace prostriedky, glejovacie prostriedky na textil a rôzne papierenské výrobky. Používa sa predovšetkým preto, že má vysokú viskozitu, je netoxický a hypoalergénny. V pracích prostriedkoch sa používa ako polymér suspenzie nečistôt navrhnutý tak, aby sa ukladal na bavlnu a iné celulózové tkaniny, čím vytvára negatívne nabitú bariéru voči nečistotám v pracom roztoku. CMC sa používa ako lubrikant v neprchavých očných kvapkách (umelé slzy). Niekedy sa používa metylcelulóza (MC), ale jej nepolárne metylové skupiny (-CH3) nepridávajú základnej celulóze žiadnu rozpustnosť ani chemickú reaktivitu.

Po počiatočnej reakcii výsledná zmes produkuje približne 60 % CMC plus 40 % solí (chlorid sodný a glykolát sodný). Tento produkt je takzvaný technický CMC, ktorý sa používa v čistiacich prostriedkoch. Ďalší purifikačný proces sa používa na odstránenie týchto solí na výrobu čistej CMC, ktorá sa používa na aplikácie v potravinárstve, farmácii a zubných pastách. Vyrába sa aj medziprodukt "poločistený" typ, ktorý sa zvyčajne používa v papierenských aplikáciách.

CMC sa tiež používa vo farmaceutických výrobkoch ako zahusťovadlo. CMC sa používa aj v priemysle ropných vrtov ako prísada do vrtného kalu, kde pôsobí ako modifikátor viskozity a činidlo zadržiavajúce vodu. Polyaniónová celulóza alebo PAC sa získava z celulózy a používa sa aj v praxi na ropných poliach. CMC je určite karboxylová kyselina, kde PAC je éter. CMC a PAC, hoci sa vyrábajú z rovnakých surovín (celulóza, množstvo a typ použitých materiálov vedie k rôznym konečným produktom. Prvý a hlavný rozdiel medzi CMC a PAC existuje v kroku radikalizácie. Karboxymetylcelulóza (CMC) je chemicky aj fyzikálne sa odlišuje od polyaniónovej celulózy.

Nerozpustná mikrogranulovaná karboxymetylcelulóza sa používa ako katexová živica v iónomeničovej chromatografii na čistenie proteínov. Úroveň derivatizácie je pravdepodobne oveľa nižšia, takže vlastnosti rozpustnosti mikrogranulovanej celulózy sú zachované pri pridaní dostatočného množstva záporne nabitých karboxylátových skupín na kladnú väzbu. nabité proteíny.

CMC sa tiež používa v ľadových obaloch na vytvorenie eutektickej zmesi, čo má za následok nižší bod tuhnutia, a teda väčšiu chladiacu kapacitu ako ľad.

Vodné roztoky CMC sa tiež použili na dispergovanie uhlíkových nanorúrok. Predpokladá sa, že dlhé molekuly CMC sa ovíjajú okolo nanorúriek, čo im umožňuje dispergovať vo vode.

Enzymológia CMC sa vo veľkej miere používa aj na charakterizáciu enzýmovej aktivity z endoglukanáz (časť celulázového komplexu). CMC je vysoko špecifický substrát pre endoaktívne celulázy, pretože jeho štruktúra bola navrhnutá tak, aby dekryštalizovala celulózu a vytvorila amorfné miesta, ktoré sú ideálne pre pôsobenie endglukanázy. CMC je žiaduca, pretože produkt katalýzy (glukóza) sa dá ľahko merať pomocou testu redukujúceho cukru, ako je kyselina 3,5-dinitrosalicylová. Použitie CMC v enzýmových testoch je obzvlášť dôležité vzhľadom na skríning celulázových enzýmov, ktoré sú potrebné na efektívnejšiu konverziu celulózového etanolu. CMC však bola zneužitá aj v skorších prácach s celulázovými enzýmami, pretože mnohé z nich spájali celocelulázovú aktivitu s hydrolýzou CMC. Keď sa mechanizmus depolymerizácie celulózy stal viac pochopeným, treba poznamenať, že exocelulázy sú dominantné pri degradácii kryštalickej (napr. Avicel) a nerozpustnej (napr. CMC) celulózy.