Carboximetil celuloză de sodiu | 9000-11-7

Carboximetilceluloza (CMC) sau guma de celuloză este un derivat de celuloză cu grupări carboximetil (-CH2-COOH) legate de unele dintre grupările hidroxil ale monomerilor glucopiranozei care formează coloana vertebrală a celulozei. Este adesea folosit ca sare de sodiu, carboximetil celuloză de sodiu.

Este sintetizat prin reacția catalizată de alcali a celulozei cu acidul cloracetic. Grupările carboxil polare (acid organic) fac celuloza solubilă și reactivă chimic. Proprietățile funcționale ale CMC depind de gradul de substituție al structurii celulozei (adică, câte dintre grupările hidroxil au luat parte la reacția de substituție), precum și de lungimea lanțului structurii scheletului celulozei și de gradul de grupare a substituenții carboximetil.

UtilizăriCMC este utilizat în știința alimentară ca modificator de vâscozitate sau agent de îngroșare și pentru a stabiliza emulsii în diverse produse, inclusiv înghețată. Ca aditiv alimentar, are numărul E E466. Este, de asemenea, un component al multor produse nealimentare, cum ar fi KY Jelly, pasta de dinți, laxative, pastile de slăbit, vopsele pe bază de apă, detergenți, dimensionare textile și diverse produse din hârtie. Este folosit în primul rând pentru că are vâscozitate ridicată, nu este toxic și este hipoalergenic. În detergenții de rufe este folosit ca polimer suspensie de murdărie conceput pentru a se depune pe bumbac și alte țesături celulozice, creând o barieră încărcată negativ la murdărie din soluția de spălare. CMC este folosit ca lubrifiant în picături pentru ochi nevolatile (lacrimi artificiale). Uneori se folosește metil celuloza (MC), dar grupările sale metil nepolare (-CH3) nu adaugă nicio solubilitate sau reactivitate chimică la celuloza de bază.

După reacția inițială, amestecul rezultat produce aproximativ 60% CMC plus 40% săruri (clorură de sodiu și glicolat de sodiu). Acest produs este așa-numitul CMC tehnic care este utilizat în detergenți. Un alt proces de purificare este utilizat pentru a îndepărta aceste săruri pentru a produce CMC pur, care este utilizat pentru aplicații alimentare, farmaceutice și de dinți (pastă de dinți). Se produce, de asemenea, un grad intermediar „semi-purificat”, utilizat de obicei în aplicațiile de hârtie.

CMC este, de asemenea, utilizat în produse farmaceutice ca agent de îngroșare. CMC este, de asemenea, utilizat în industria de foraj petrolier ca ingredient al noroiului de foraj, unde acționează ca un modificator de vâscozitate și ca agent de reținere a apei. Celuloza polianionică sau PAC este derivată din celuloză și este, de asemenea, utilizată în practica câmpurilor petroliere. CMC este cu siguranță un acid carboxilic, unde PAC este eter. CMC și PAC, deși sunt fabricate din aceleași materii prime (celuloză, cantitatea și tipul de materiale utilizate duc produse finale diferite. Prima și principala diferență dintre CMC și PAC există în etapa de radicalizare. Carboximetilceluloza (CMC) este atât din punct de vedere chimic, cât și se distinge fizic de celuloza polianionică.

Carboximetilceluloza microgranulară insolubilă este utilizată ca rășină schimbătoare de cationi în cromatografia schimbătoare de ioni pentru purificarea proteinelor. Probabil că nivelul de derivatizare este mult mai scăzut, astfel încât proprietățile de solubilitate ale celulozei microgranulare sunt păstrate în timp ce se adaugă suficiente grupări carboxilat încărcate negative pentru a se lega pozitiv. proteinele încărcate.

CMC este, de asemenea, utilizat în pachetele de gheață pentru a forma un amestec eutectic care are ca rezultat un punct de îngheț mai scăzut și, prin urmare, o capacitate de răcire mai mare decât gheața.

Soluțiile apoase CMC au fost, de asemenea, folosite pentru a dispersa nanotuburi de carbon. Se crede că moleculele lungi de CMC se înfășoară în jurul nanotuburilor, permițându-le să fie dispersate în apă.

EnzimologieCMC a fost, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru a caracteriza activitatea enzimatică din endoglucanaze (parte a complexului de celulază). CMC este un substrat foarte specific pentru celulazele cu acțiune endo-activă, deoarece structura sa a fost proiectată pentru a decristaliza celuloza și a crea locuri amorfe care sunt ideale pentru acțiunea endglucanazei. CMC este de dorit deoarece produsul de cataliză (glucoza) este ușor de măsurat utilizând un test de zahăr reducător, cum ar fi acidul 3,5-dinitrosalicilic. Utilizarea CMC în testele enzimatice este deosebit de importantă în ceea ce privește screening-ul pentru enzimele celulazei care sunt necesare pentru o conversie mai eficientă a etanolului celulozic. Cu toate acestea, CMC a fost, de asemenea, utilizat greșit în lucrările anterioare cu enzimele celulazei, deoarece multe au asociat întreaga activitate celulazei cu hidroliza CMC. Pe măsură ce mecanismul depolimerizării celulozei a devenit mai înțeles, trebuie remarcat faptul că exo-celulazele sunt dominante în degradarea celulozei cristaline (de exemplu Avicel) și nu solubile (de exemplu CMC).