Nātrija karboksimetilceluloze | 9000-11-7

Karboksimetilceluloze (CMC) vai celulozes sveķi ir celulozes atvasinājums ar karboksimetilgrupām (-CH2-COOH), kas saistītas ar dažām glikopiranozes monomēru hidroksilgrupām, kas veido celulozes mugurkaulu. To bieži izmanto kā nātrija sāli, nātrija karboksimetilcelulozi.

To sintezē sārmu katalizētā celulozes reakcijā ar hloretiķskābi. Polārās (organiskās skābes) karboksilgrupas padara celulozi šķīstošu un ķīmiski reaģējošu. CMC funkcionālās īpašības ir atkarīgas no celulozes struktūras aizstāšanas pakāpes (ti, cik no hidroksilgrupām ir piedalījušās aizvietošanas reakcijā), kā arī no celulozes mugurkaula struktūras ķēdes garuma un klasterizācijas pakāpes. karboksimetilaizvietotāji.

UsesCMC izmanto pārtikas zinātnē kā viskozitātes modifikatoru vai biezinātāju un emulsiju stabilizēšanai dažādos produktos, tostarp saldējumā. Kā pārtikas piedeva tai ir E numurs E466. Tas ir arī daudzu nepārtikas produktu sastāvdaļa, piemēram, KY Jelly, zobu pasta, caurejas līdzekļi, diētas tabletes, krāsas uz ūdens bāzes, mazgāšanas līdzekļi, tekstilizstrādājumi un dažādi papīra izstrādājumi. To lieto galvenokārt tāpēc, ka tai ir augsta viskozitāte, tas nav toksisks un ir hipoalerģisks. Veļas mazgāšanas līdzekļos to izmanto kā netīrumu suspensējošu polimēru, kas paredzēts kokvilnas un citu celulozes audumu nogulsnēšanai, radot negatīvi lādētu barjeru netīrumiem mazgāšanas šķīdumā. CMC izmanto kā smērvielu negaistošos acu pilienos (mākslīgās asarās). Dažreiz tiek izmantota metilceluloze (MC), bet tās nepolārās metilgrupas (-CH3) nepalielina bāzes celulozes šķīdību vai ķīmisko reaktivitāti.

Pēc sākotnējās reakcijas iegūtais maisījums veido aptuveni 60% CMC plus 40% sāļu (nātrija hlorīdu un nātrija glikolātu). Šis produkts ir tā sauktais tehniskais CMC, ko izmanto mazgāšanas līdzekļos. Šo sāļu atdalīšanai tiek izmantots papildu attīrīšanas process, lai iegūtu tīru CMC, ko izmanto pārtikā, farmācijā un zobu pastās (zobu pastas). Tiek ražota arī vidējā "daļēji attīrīta" šķira, ko parasti izmanto papīra ražošanā.

CMC izmanto arī farmācijā kā biezinātāju. CMC tiek izmantots arī naftas urbšanas nozarē kā urbšanas dūņu sastāvdaļa, kur tas darbojas kā viskozitātes modifikators un ūdens aiztures līdzeklis. Polianjonu celuloze jeb PAC tiek iegūta no celulozes un tiek izmantota arī naftas atradņu praksē. CMC noteikti ir karbonskābe, kur PAC ir ēteris. CMC un PAC, lai gan tie ir ražoti no vienādām izejvielām (celuloze, izmantoto materiālu daudzums un veids rada dažādus galaproduktus. Pirmā un galvenā atšķirība starp CMC un PAC pastāv radikalizācijas posmā. Karboksimetilceluloze (CMC) ir gan ķīmiska, gan fiziski atšķiras no polianjonu celulozes.

Nešķīstošo mikrogranulāro karboksimetilcelulozi izmanto kā katjonu apmaiņas sveķus jonu apmaiņas hromatogrāfijā proteīnu attīrīšanai. Domājams, ka derivatizācijas līmenis ir daudz zemāks, lai saglabātu mikrogranulārās celulozes šķīdības īpašības, vienlaikus pievienojot pietiekami daudz negatīvi lādētu karboksilātu grupu, kas pozitīvi saistās. uzlādēti proteīni.

CMC izmanto arī ledus iepakojumos, lai veidotu eitektisko maisījumu, kas rada zemāku sasalšanas punktu un tādējādi lielāku dzesēšanas jaudu nekā ledus.

CMC ūdens šķīdumi ir izmantoti arī oglekļa nanocauruļu izkliedēšanai. Tiek uzskatīts, ka garās CMC molekulas apvij nanocaurules, ļaujot tām izkliedēt ūdenī.

EnzimoloģijaCMC ir arī plaši izmantots, lai raksturotu enzīmu aktivitāti no endoglukanāzēm (celulāzes kompleksa daļa). CMC ir ļoti specifisks substrāts endo-darbības celulāzēm, jo ​​tā struktūra ir izstrādāta, lai dekristalizētu celulozi un izveidotu amorfas vietas, kas ir ideāli piemērotas endglikanāzes darbībai. CMC ir vēlams, jo katalīzes produktu (glikozi) var viegli izmērīt, izmantojot reducējošo cukura testu, piemēram, 3,5-dinitrosalicilskābi. CMC izmantošana enzīmu pārbaudēs ir īpaši svarīga attiecībā uz celulāzes enzīmu skrīningu, kas nepieciešami efektīvākai celulozes etanola konversijai. Tomēr CMC tika ļaunprātīgi izmantots arī agrākā darbā ar celulāzes enzīmiem, jo ​​daudzi bija saistījuši visu celulāzes aktivitāti ar CMC hidrolīzi. Tā kā celulozes depolimerizācijas mehānisms ir kļuvis labāk saprotams, jāatzīmē, ka eksocelulāzes dominē kristāliskās (piemēram, Avicel) un nešķīstošās (piemēram, CMC) celulozes noārdīšanā.