Метилцеллюлоза

Метилцеллюлоза
Имена
	Другие имена Целлюлоза, метиловый эфир; метилированная целлюлоза; метилцеллюлоза; Е461
Идентификаторы
Номер CAS	9004-67-5 ;
ХимическийПаук	никто ;
Информационная карта ECHA	100.115.188
номер Е	Е461 (загустители, ...)
НЕКОТОРЫЙ	4GFU244C4J ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID1036919 ;
Характеристики
Химическая формула	переменная
Молярная масса	переменная
Фармакология
код АТС	A06AC06 ( ВОЗ )
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Метилцеллюлоза (или метилцеллюлоза ) представляет собой соединение, полученное из целлюлозы . Он продается под различными торговыми названиями и используется в качестве загустителя и эмульгатора в различных пищевых и косметических продуктах, а также в качестве объемообразующего слабительного средства . Как и целлюлоза, она не переваривается, нетоксична и не является аллергеном . Помимо кулинарного применения, он используется в декоративно-прикладном искусстве, например, при изготовлении папье-маше , и часто является основным ингредиентом обойного клея.

В 2020 году это было 422-е место среди наиболее часто назначаемых лекарств в США: на него было выписано более 100 000 рецептов. ^[1]

Использование

Метилцеллюлоза имеет широкий спектр применения.

Медицинский

Запор

Метилцеллюлоза используется для лечения запоров и классифицируется как объемообразующее слабительное средство . ^[2] Он работает за счет увеличения количества стула, что улучшает сокращения кишечника. ^[2]^[3] Эффект обычно проявляется в течение трех дней. ^[2] Его принимают внутрь, запивая достаточным количеством воды. ^[3] Побочные эффекты могут включать боль в животе. ^[3]

Его можно приобрести без рецепта . ^[2] Он продается, среди прочего, под торговой маркой Cirucel. ^[2]

Искусственные слезы и слюна

Смазывающие свойства метилцеллюлозы особенно полезны при лечении сухости глаз . ^[4] Растворы, содержащие метилцеллюлозу или подобные производные целлюлозы, используются вместо слез или слюны, если естественное производство этих жидкостей нарушено. ^{[ нужна ссылка ]}

Производство лекарств

Метилцеллюлоза используется при производстве капсул с лекарственными средствами ; его съедобные и нетоксичные свойства обеспечивают вегетарианскую альтернативу желатину . ^{[ нужна ссылка ]}

Потребительские товары

Загуститель и эмульгатор

Метилцеллюлозу иногда добавляют в шампуни для волос , зубные пасты и жидкое мыло для придания им характерной густой консистенции. Это также делается для продуктов питания, например мороженого. ^[5] или крокет . Метилцеллюлоза также является важным эмульгатором , предотвращающим разделение двух смешанных жидкостей, поскольку она является стабилизатором эмульсии . ^{[ нужна ссылка ]}

Еда

Число E метилцеллюлозы в качестве пищевой добавки составляет E461. Е464 – гидроксипропилметилцеллюлоза. ^[6] и более растворим в воде. ^[7]

Метилцеллюлоза в виде геля обладает уникальным свойством затвердевать при нагревании и плавиться при охлаждении. ^[8]

В некоторых аналогах мяса , которые призваны имитировать текстуру мяса, в качестве ингредиента используется метилцеллюлоза, обычно в концентрации менее 2%. ^[9]^[10]

Смазка

Метилцеллюлозу можно использовать в качестве личной смазки . ^{[ нужна ссылка ]}

Строительные материалы

Метилцеллюлоза находит широкое применение в качестве добавки к строительным материалам. Его добавляют в сухие растворные смеси для улучшения таких свойств раствора, как удобоукладываемость, время раскрытия и корректировки, удержание воды, вязкость, адгезия к поверхностям и т. д. Метилцеллюлозу строительного класса не следует идентифицировать с метилцеллюлозой пищевого и фармацевтического качества и гидроксипропилметилом. целлюлоза , так как она может быть сшита глиоксалем для облегчения диспергирования в воде. ^{[ нужна ссылка ]}

Строительные материалы могут быть на основе цемента или гипса. Яркие примеры сухих смесей, в которых используется метилцеллюлоза, включают клеи для плитки, EIFS, изоляционные штукатурки, штукатурку, наносимую вручную и машинным напылением, штукатурку, самовыравнивающиеся полы, экструдированные цементные панели, обезжиривающие покрытия, заполнители швов и трещин, а также затирку плитки. . Обычное использование составляет около 0,2–0,5% от общего веса сухого порошка для сухих смесей. ^{[ нужна ссылка ]}

К производным метилцеллюлозы, улучшающим эксплуатационные характеристики, относятся гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЕМС). Эти производные обычно улучшают такие характеристики, как удержание воды, сопротивление скольжению по вертикальной поверхности, открытое время и т. д. ^{[ нужна ссылка ]}

Клей и связующее

Метилцеллюлозу можно использовать в качестве мягкого клея , который можно смыть водой. Его можно использовать при фиксации хрупких произведений искусства, а также при консервации книг, чтобы ослабить и очистить старый клей с корешков и книжных досок. ^{[ нужна ссылка ]}

Метилцеллюлоза является основным ингредиентом многих обойных клеев . Он также используется в качестве связующего в пастельных мелках , а также в качестве связующего в лекарствах. Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) представляет собой водорастворимый клей, одобренный FDA, который уже 70 лет используется в различных областях влажной адгезии в строительных изделиях, красках и доставке лекарств. ГПМЦ прочно прилипает ко всем влажным поверхностям, независимо от гидрофобности. ^[11]

Краска

Метилцеллюлоза используется в качестве реологического модификатора в красках для предотвращения «провисания». ^{[ нужна ссылка ]}

Калибровка бумаги и текстиля

Метилцеллюлоза используется в качестве проклейки при производстве бумаги и текстиля, поскольку она защищает волокна от впитывания воды или масла. При нанесении на несколько листов бумаги метилцеллюлоза связывает слои вместе, часто создавая более прочный или разноцветный лист. Кроме того, художники- оригами используют его для покрытия своих моделей оригами, поскольку этот состав затвердевает и защищает бумагу от времени. ^{[ нужна ссылка ]}

Контроль пыли

Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) и гидроксиэтилметилцеллюлоза (HEMC) используются в качестве связующих веществ в технологиях борьбы с пылью. Они уменьшают количество летучей пыли, выбрасываемой в засушливых и полузасушливых районах, а также улучшают качество коммерческих масок для лица при использовании в фильтрующем материале. ^[12]

Клеточная культура

Метилцеллюлоза также используется в культуре клеток для изучения репликации вирусов . Его растворяют в той же питательной среде , в которой обычно выращивают клетки. Один слой клеток выращивают на плоской поверхности, затем на короткое время заражают вирусом. Сила используемого вирусного образца будет определять, сколько клеток заразится за это время. Затем поверх клеток вместо обычной жидкой среды добавляют густую среду из метилцеллюлозы. Поскольку вирусы реплицируются в инфицированных клетках, они могут распространяться между клетками, мембраны которых соприкасаются друг с другом, но захватываются при попадании в метилцеллюлозу. Только клетки, близко соседствующие с инфицированной клеткой, заражаются и погибают. остаются небольшие участки мертвых клеток, называемые бляшками В результате на более обширном фоне живых неинфицированных клеток . Количество образовавшихся бляшек определяется прочностью исходного образца. ^{[ нужна ссылка ]}

Ингибитор подвижности бактерий и простейших.

Водные растворы метилцеллюлозы использовались для замедления подвижности клеток бактерий и простейших для более тщательного изучения. Изменение количества метилцеллюлозы в растворе позволяет регулировать вязкость раствора. ^{[ нужна ссылка ]}

Дифференциация стволовых клеток

Метилцеллюлоза используется в наиболее распространенных подходах для количественного определения множественных или одиночных гемопоэтических предшественников, детерминированных по линии, называемых колониеобразующими клетками (CFC) или колониеобразующими единицами (CFU), в сочетании с культуральными добавками, которые способствуют их пролиферации и дифференцировке, и позволяют клональному потомству одной клетки-предшественника оставаться вместе и, таким образом, формировать колонию более зрелых клеток. ^{[ нужна ссылка ]}

Химия

В чистом виде представляет собой гидрофильный белый порошок, растворяющийся в холодной (но не в горячей) воде, образуя прозрачный вязкий раствор или гель. ^{[ нужна ссылка ]}

Метилцеллюлоза используется в качестве буферной добавки при капиллярном электрофорезе для контроля электроосмотического потока и улучшения разделения. ^{[ нужна ссылка ]}

Спецэффекты

Слизистый, клейкий вид соответствующего препарата метилцеллюлозы с водой, помимо его нетоксичных, неаллергенных и съедобных свойств, делает его популярным для использования в спецэффектах для кино и телевидения , где необходимо имитировать мерзких слизней. В фильме «Охотники за привидениями » липкое вещество, которое сверхъестественные существа использовали для «слизи» Охотников за привидениями, в основном представляло собой густой водный раствор метилцеллюлозы. ^[13] Чужие . сочатся и капают много метилцеллюлозы, особенно королева ^[14]

Метилцеллюлоза также использовалась для безопасной имитации расплавленных материалов. В нескольких фильмах о Терминаторе он был подсвечен цветными гелями и пленками, чтобы воспроизвести нагретое свечение железа в больших разливочных ковшах, используемых для транспортировки металла из плавильных печей в различные формы и формы. ^{[ нужна ссылка ]} Метилцеллюлоза также была дублером потоков лавы в Лос-Анджелесе в «Вулкане» и на вулканической поверхности Мустафара в «Звездных войнах: Эпизод III – Месть ситхов» . ^{[ нужна ссылка ]}

Химия

Метилцеллюлоза не встречается в природе и производится синтетически путем нагревания целлюлозы с раствором каустика (например, раствором гидроксида натрия ) и обработки ее метилхлоридом . В следующей реакции замещения гидроксильные остатки (функциональные группы -OH) заменяются метоксидом (группы -OCH ₃ ). ^{[ нужна ссылка ]}

В зависимости от количества замещенных гидроксильных групп можно получить различные виды метилцеллюлозы. Целлюлоза представляет собой полимер , состоящий из множества связанных молекул глюкозы , каждая из которых имеет три гидроксильные группы. Степень замещения (DS) данной формы метилцеллюлозы определяется как среднее количество замещенных гидроксильных групп на глюкозу. Таким образом, теоретическим максимумом является DS 3,0, однако более типичные значения составляют 1,3–2,6. ^{[ нужна ссылка ]}

Различные препараты метилцеллюлозы также могут различаться по средней длине основных полимерных цепей. ^{[ нужна ссылка ]}

Растворимость и температура

Метилцеллюлоза имеет более низкую критическую температуру растворения (НКТР) от 40 до 50 °С. ^{[ нужна ссылка ]} При температурах ниже LCST он легко растворим в воде; выше LCST он не растворим, что имеет парадоксальный эффект: нагревание насыщенного раствора метилцеллюлозы сделает его твердым, поскольку метилцеллюлоза выпадет в осадок. Температура, при которой это происходит, зависит от значения DS, причем более высокие значения DS приводят к более низкой растворимости и более низким температурам осаждения, поскольку полярные гидроксильные группы маскируются. ^{[ нужна ссылка ]}

Однако приготовить раствор метилцеллюлозы в холодной воде сложно: при контакте порошка с водой вокруг него образуется гелевый слой, резко замедляющий диффузию воды в порошок; следовательно, внутренняя часть остается сухой. Лучшим способом является сначала смешать порошок с горячей водой, чтобы частицы метилцеллюлозы хорошо диспергировались (и, таким образом, иметь гораздо более высокую эффективную площадь поверхности) в воде, а затем охладить эту дисперсию при перемешивании, что приведет к гораздо большему результату. быстрое растворение этих частиц. ^[15]

См. также

Ссылки

^ «Метилцеллюлоза – статистика применения лекарств» . КлинКальк . Проверено 7 октября 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «ДейлиМед – метилцеллюлоза порошок, для приготовления раствора» . dailymed.nlm.nih.gov . Проверено 19 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Британский национальный формуляр: BNF 76 (76-е изд.). Фармацевтическая пресса. 2018. с. 54. ИСБН 9780857113382 .
^ Сэндфорд-Смит, Джон (1995). Глазные заболевания в жарком климате . ELBS Британское правительство.
^ Кампо-Кинтеро, Валентина; Рохас-Гайтан, Хуан Хосе; Рамирес-Навас, Хуан Себастьян (8 мая 2022 г.). «Влияние добавления каррагинана, гуаровой камеди и метилцеллюлозы на показатели качества ликерного мороженого» . Сельскохозяйственная наука и технологии . 23 (2). doi : 10.21930/rcta.vol23_num2_art:2209 . ISSN 2500-5308 . S2CID 248686988 .
^ «Гидроксипропилметилцеллюлоза» . www.kimachemical.com . Проверено 28 февраля 2023 г.
^ Юнес, Магед; Аггетт, Питер; Агилар, Фернандо; Кребелли, Ричард; Доменико, Алессандро Ди; Дюземунд, Биргит; Филипик, Метка; Фрутос, Мария Хосе; Галтье, Пьер; Готт, Дэвид; Гундерт-Реми, Урсула; Кунле, Гюнтер Георг; Ламбре, Клод; Леблан, Жан-Шарль; Лиллегаард, Ингер Тереза; Молдеус, Питер; Мортенсен, Алисия; Оскарссон, Агнета; Станкович, Иван; Тоббак, Пол; Ваалкенс-Берендсен, Ине; Райт, Мэтью; Поздно, Александра; Тасиопулу, Ставрула; Воутерсен, Рудольф Антониус (2018). «Переоценка целлюлозы E 460(i), E 460(ii), E 461, E 462, E 463, E 464, E 465, E 466, E 468 и E 469 в качестве пищевых добавок» . Журнал EFSA . 16 (1): e05047. дои : 10.2903/j.efsa.2018.5047 . ПМК 7009359 . ПМИД 32625652 . S2CID 80411182 .
^ Блюменталь, Хестон (19 ноября 2004 г.). «Применение науки (точка плавления)» . Хранитель . Проверено 8 августа 2012 г.
^ Эрика, Чайес Вида (4 февраля 2020 г.). «Действительно ли гамбургеры Impossible и Beyond Meat содержат слабительные?» . СЕГОДНЯ.com . Проверено 2 сентября 2020 г.
^ «Эшленд | метилцеллюлоза benecel™ mx 100» . www.ashland.com . Проверено 27 июня 2023 г.
^ Лим, Чанун; Сон, Ён Хун; Сон, Юджон; Со, Чон Хён; Хван, Дон Су; Ли, Дон Уг (2021). «Адаптивный амфифильный механизм взаимодействия гидроксипропилметилцеллюлозы в воде». Прикладная наука о поверхности . 565 : 150535. Бибкод : 2021ApSS..56550535L . дои : 10.1016/j.apsusc.2021.150535 .
^ Ли, Тэхи; Ким, Сангсик; Ким, Сэмюэл; Квон, На Ён; Ро, Сангчул; Хван, Дон Су; Ким, Минкю (2020). «Экологически чистые связующие на основе метилцеллюлозы для активного и пассивного пылеподавления». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (45): 50860–50869. дои : 10.1021/acsami.0c15249 . ПМИД 33119259 . S2CID 226206558 .
^ Эйкройд, Дэн; Рамис, Гарольд; Рейтман, Иван (1985). Создание «Охотников за привидениями: сценарий» . Нью-Йоркский зоотроп. п. 81. ИСБН 978-0-918432-68-1 . На самом деле липкое вещество было получено из эфира метилцеллюлозы — порошкообразного загустителя, используемого в фармацевтических препаратах и пищевых продуктах.
^ ДеМайкл, Том (1 сентября 2014 г.). Часто задаваемые вопросы о современных научно-фантастических фильмах: все, что нужно знать о фильмах о путешествиях во времени, инопланетянах, роботах и потусторонних мирах с 1970 года . Корпорация Хэла Леонарда. п. 248. ИСБН 978-1-4950-0957-0 . Если вы видели, как кого-то покрывали слизью в «Охотниках за привидениями» или пускающее слюни существо в одном из фильмов «Чужие», вы видели метилцеллюлозу в действии.
^ Насатто, Полина; Пиньон, Фредерик; Сильвейра, Жоана; Дуарте, Мария; Нозеда, Мигель; Ринаудо, Маргарита (24 апреля 2015 г.). «Метилцеллюлоза, производное целлюлозы с оригинальными физическими свойствами и широким применением» . Полимеры . 7 (5): 777–803. дои : 10.3390/POLYM7050777 .

Дальнейшее чтение

Кэтлин Бейкер (1984). Метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза натрия: оценка использования для консервации бумаги вследствие ускоренного старения. Препринты материалов Парижского конгресса, 2–8 сентября 1984 г.: Клеи и консолиданты, стр. 55–59. Международный институт консервации.
Роберт Л. Феллер и Майрон Х. Уилт (1990). Оценка эфиров целлюлозы на предмет консервации (бесплатный полный текст) . Институт консервации Гетти.
Пайпер А. (март 1947 г.). «Метилцеллюлоза и подвижность бактерий» . Дж. Бактериол . 53 (3): 257–69. дои : 10.1128/JB.53.3.257-269.1947 . ПМК 518306 . ПМИД 16561270 .

[1] «Метилцеллюлоза – статистика применения лекарств» . КлинКальк . Проверено 7 октября 2022 г.

[Daily2019-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «ДейлиМед – метилцеллюлоза порошок, для приготовления раствора» . dailymed.nlm.nih.gov . Проверено 19 апреля 2019 г.

[BNF76-3] Jump up to: ^а ^б ^с Британский национальный формуляр: BNF 76 (76-е изд.). Фармацевтическая пресса. 2018. с. 54. ИСБН 9780857113382 .

[Eye_Disease_In_Hot_Climates-4] Сэндфорд-Смит, Джон (1995). Глазные заболевания в жарком климате . ELBS Британское правительство.

[5] Кампо-Кинтеро, Валентина; Рохас-Гайтан, Хуан Хосе; Рамирес-Навас, Хуан Себастьян (8 мая 2022 г.). «Влияние добавления каррагинана, гуаровой камеди и метилцеллюлозы на показатели качества ликерного мороженого» . Сельскохозяйственная наука и технологии . 23 (2). doi : 10.21930/rcta.vol23_num2_art:2209 . ISSN 2500-5308 . S2CID 248686988 .

[6] «Гидроксипропилметилцеллюлоза» . www.kimachemical.com . Проверено 28 февраля 2023 г.

[7] Юнес, Магед; Аггетт, Питер; Агилар, Фернандо; Кребелли, Ричард; Доменико, Алессандро Ди; Дюземунд, Биргит; Филипик, Метка; Фрутос, Мария Хосе; Галтье, Пьер; Готт, Дэвид; Гундерт-Реми, Урсула; Кунле, Гюнтер Георг; Ламбре, Клод; Леблан, Жан-Шарль; Лиллегаард, Ингер Тереза; Молдеус, Питер; Мортенсен, Алисия; Оскарссон, Агнета; Станкович, Иван; Тоббак, Пол; Ваалкенс-Берендсен, Ине; Райт, Мэтью; Поздно, Александра; Тасиопулу, Ставрула; Воутерсен, Рудольф Антониус (2018). «Переоценка целлюлозы E 460(i), E 460(ii), E 461, E 462, E 463, E 464, E 465, E 466, E 468 и E 469 в качестве пищевых добавок» . Журнал EFSA . 16 (1): e05047. дои : 10.2903/j.efsa.2018.5047 . ПМК 7009359 . ПМИД 32625652 . S2CID 80411182 .

[8] Блюменталь, Хестон (19 ноября 2004 г.). «Применение науки (точка плавления)» . Хранитель . Проверено 8 августа 2012 г.

[9] Эрика, Чайес Вида (4 февраля 2020 г.). «Действительно ли гамбургеры Impossible и Beyond Meat содержат слабительные?» . СЕГОДНЯ.com . Проверено 2 сентября 2020 г.

[10] «Эшленд | метилцеллюлоза benecel™ mx 100» . www.ashland.com . Проверено 27 июня 2023 г.

[11] Лим, Чанун; Сон, Ён Хун; Сон, Юджон; Со, Чон Хён; Хван, Дон Су; Ли, Дон Уг (2021). «Адаптивный амфифильный механизм взаимодействия гидроксипропилметилцеллюлозы в воде». Прикладная наука о поверхности . 565 : 150535. Бибкод : 2021ApSS..56550535L . дои : 10.1016/j.apsusc.2021.150535 .

[12] Ли, Тэхи; Ким, Сангсик; Ким, Сэмюэл; Квон, На Ён; Ро, Сангчул; Хван, Дон Су; Ким, Минкю (2020). «Экологически чистые связующие на основе метилцеллюлозы для активного и пассивного пылеподавления». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (45): 50860–50869. дои : 10.1021/acsami.0c15249 . ПМИД 33119259 . S2CID 226206558 .

[13] Эйкройд, Дэн; Рамис, Гарольд; Рейтман, Иван (1985). Создание «Охотников за привидениями: сценарий» . Нью-Йоркский зоотроп. п. 81. ИСБН 978-0-918432-68-1 . На самом деле липкое вещество было получено из эфира метилцеллюлозы — порошкообразного загустителя, используемого в фармацевтических препаратах и пищевых продуктах.

[14] ДеМайкл, Том (1 сентября 2014 г.). Часто задаваемые вопросы о современных научно-фантастических фильмах: все, что нужно знать о фильмах о путешествиях во времени, инопланетянах, роботах и потусторонних мирах с 1970 года . Корпорация Хэла Леонарда. п. 248. ИСБН 978-1-4950-0957-0 . Если вы видели, как кого-то покрывали слизью в «Охотниках за привидениями» или пускающее слюни существо в одном из фильмов «Чужие», вы видели метилцеллюлозу в действии.

[15] Насатто, Полина; Пиньон, Фредерик; Сильвейра, Жоана; Дуарте, Мария; Нозеда, Мигель; Ринаудо, Маргарита (24 апреля 2015 г.). «Метилцеллюлоза, производное целлюлозы с оригинальными физическими свойствами и широким применением» . Полимеры . 7 (5): 777–803. дои : 10.3390/POLYM7050777 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]