一种指定粘度的纤维素醚的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种指定粘度的纤维素醚的制备方法，包括取市售已知粘度和分子量的纤维素醚类聚合物适量，于室温下采用10MeV电子束进行辐照处理，吸收剂量10

【技术实现步骤摘要】
一种指定粘度的纤维素醚的制备方法


[0001]本专利技术属于化工领域，涉及一种纤维素类的功能化改性方法，具体来说是一种指定粘度的纤维素醚的制备方法。

技术介绍

[0002]纤维素醚类聚合物是纤维素在碱性条件下与功能性小分子反应，其葡萄糖单元上的羟基被带有卤素原子或环氧基团的功能基团取代生成的纤维素醚化物【张强，功能化纤维素衍生物的制备、表征及性能研究[D]，福建师范大学，2012】。醚类纤维素种类繁多，其中最主要的有羟丙甲纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟基纤维素(HPC)以及羧甲基纤维素(CMC)。纤维素醚类无毒无味，生物相容性好，对溶液有较好的增稠作用，并具有良好的成膜性以及粘合性，在药用辅料中有广泛的应用，可作为粘合剂、助悬剂、包衣剂、凝胶剂基质以及缓控释制剂的骨架【杨明.中药药剂学[M].上海：中国中医药出版社,2008.】。其中HPMC是一种非离子型纤维素醚聚合物，是目前国内外用量最大的药用辅料之一，除了上述功能，HPMC在中药提取液的喷雾干燥过程可发挥较好的抗热熔型黏壁作用【Wang Y,Xie Y,Xu D,et al.Hydroxypropyl Methylcellulose Reduces Particle Adhesion and Improves Recovery of Herbal Extracts During Spray Drying of Chinese Herbal Medicines[J].Drying technology,2014,32(5):557
‑/>566】。
[0003]纤维素醚作为大分子聚合物，其功能属性与分子结构密切相关，分子量较大的聚合物，粘度较高，可作为黏合剂以及换控释制剂的骨架，分子量较低的聚合物粘度较低，可用作包衣剂以及用在喷雾干燥过程中，起到抗黏壁和粉体改性的作用。在中国药典中对纤维素醚类产品的粘度也有明确的要求，当标示粘度小于600cp时，粘度应为标示粘度的80％
‑
120％；标示粘度大于等于600cp时，粘度应为标识粘度的75％
‑
140％。在应用过程中，粘度对制剂性质有着重要影响，例如，在喷雾干燥中，添加粘度较高的HPMC所得粉末制备成颗粒后，溶化性差，且因粘度大，喷干粉体的含水量偏高，不易达到制剂要求【Cheng H,Lu C,Xu G,et al.Optimization of Spray
‑
Drying Process Parameters to Study Anti
‑
Sticking Effect of Hydroxypropyl Methyl Cellulose
‑
VLV on Corni fructus Extracts[J].AAPS PharmSciTech，2022，23(1)】。HPMC在粉体改性方面也具有良好的效果，但粘度太大对后续制剂会产生一定影响，目前市售的HPMC中粘度均较大，且未有指定粘度的纤维素醚类产品，需要进一步研究开发。
[0004]纤维素醚类的结构如下所示，纤维素类物质结构中的糖类单体由具有轴向氢原子的吡喃糖环构成，由辐照引发吡喃糖环的C(1)和C(4)位置产生的自由基物质不稳定，容易引发纤维素聚合链的断裂，因此通常条件下，纤维素类物质可经高能电子束辐照后产生降解产物【董晓晗，盛轲焱，陈志炎，等.纤维素辐照改性及其应用[J].过程工程学报，2021，21(12):1395
‑
1402】。纤维素聚合物平均聚合度＝Mn/单体分子量，每个单体分子量在180
‑
220左右。纤维素链间活化能为23.4
±
1.6kJ/mol，即断裂一个单体约需要吸收5kGy剂量。
[0005]
技术实现思路

[0006]针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种指定粘度的纤维素醚的制备方法，所述的这种指定粘度的纤维素醚的制备方法要解决现有技术中的HPMC中粘度均较大，且未有指定粘度的纤维素醚类产品的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种指定粘度的纤维素醚的制备方法，包括以下步骤：
[0008]取市售已知粘度和分子量的纤维素醚类聚合物适量，于室温下采用10MeV电子束进行辐照处理，吸收剂量10
‑
250kGy；
[0009]所述已知粘度纤维素醚类聚合物的粘度高于需要制备的纤维素醚的指定粘度；
[0010]辐照剂量根据公式确定：
[0011]当聚合物为甲基类纤维素，且产品初始粘度小于等于20cp时，关系式为：
[0012][0013]当聚合物为甲基类纤维素，且产品初始粘度大于20cp时，或聚合物为羧甲基纤维素时，关系式为：
[0014]辐照剂量(kGy)＝1236
×
(η1‑
0.942
‑
η0‑
0.942
)
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公式(2)
[0015]式中，e是自然对数的底数，η0为市售已知粘度和分子量的纤维素醚类聚合物的初始粘度，η1为聚合物指定的粘度，上述的η0、η1粘度均指25℃下测定的聚合物在质量百分比浓度为2％水溶液中的粘度。
[0016]e是自然对数的底数，是一个无限不循环小数，其值是2.71828
……
，具体的，在这里取值2.718。
[0017]本专利技术对不同粘度的纤维素醚进行辐照，并设置不同的辐照剂量，对辐照后的产品测定其粘度、分子量和取代度。在保证取代度不变的前提下，做粘度和辐照剂量的关系式，和分子量和辐照剂量的关系式。得到关系式后，我们再选择一个产品，用关系式进行分子量和粘度的预测，再去辐照。将辐照结果与预测结果进行比较。最终得到具有较好预测能力的关系式。
[0018]本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术可降低纤维素醚类聚合物的聚合度以及分子量从而降低粘度，不影响聚合物的主体结构以及分子中的官能团。该方法操作简单节能环保，辐照源安全无残留，可有效降解聚合物链段长度获得指定粘度的纤维素醚类聚合物，降低生产成本，扩大纤维素醚在中药领域应用范围。而且不产生有毒有害等副产物，绿色环保，重现性好。
附图说明
[0019]图1显示了市售HPMC(甲氧基29.4％，羟丙基6.0％，标示粘度2.8cP)在10
‑
200kGy
剂量下辐照后分子量的变化分布图，随着辐照的增大，HPMC分子量不断减小。
具体实施方式
[0020]实施例1超低粘度(25℃下，质量百分比浓度为2％水溶液粘度<2cP)HPMC的制备
[0021]选择市售HPMC(甲氧基29.4％，羟丙基6.0％，标示粘度2.5cP)，25℃下测得2％(w/v)HPMC水溶液的粘度值为2.46cP。根据公式1计算出得到如需2cP以下粘度，吸收剂量要在67kGy以上。取市售HPMC适量，分别在100、150、200kGy下进行辐照，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指定粘度的纤维素醚的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取市售已知粘度和分子量的纤维素醚类聚合物适量，于室温下采用10MeV电子束进行辐照处理，吸收剂量10
‑
250kGy；所述已知粘度纤维素醚类聚合物的粘度高于需要制备的纤维素醚的指定粘度；辐照剂量根据公式确定：当聚合物为甲基类纤维素，且产品初始粘度小于等于20cp时，关系式为：当聚合物为甲基类纤维素，且产品初始粘度大于20cp时，或聚合物为羧甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：程红，王优杰，林晓，洪燕龙，
申请(专利权)人：上海中医药大学，
类型：发明
国别省市：