Natriumkarboksimetyyliselluloosa | 9000-11-7

Karboksimetyyliselluloosa (CMC) tai selluloosakumi on selluloosajohdannainen, jossa on karboksimetyyliryhmiä (-CH2-COOH) sitoutuneena joihinkin glukopyranoosimonomeerien hydroksyyliryhmiin, jotka muodostavat selluloosan rungon. Sitä käytetään usein natriumsuolana, natriumkarboksimetyyliselluloosana.

Se syntetisoidaan selluloosan alkalikatalysoidulla reaktiolla kloorietikkahapon kanssa. Polaariset (orgaaniset happamat) karboksyyliryhmät tekevät selluloosasta liukoisen ja kemiallisesti reaktiivisen. CMC:n toiminnalliset ominaisuudet riippuvat selluloosan rakenteen substituutioasteesta (eli kuinka monta hydroksyyliryhmää on osallistunut substituutioreaktioon), sekä selluloosan runkorakenteen ketjun pituudesta ja klusteroitumisasteesta. karboksimetyylisubstituentit.

UsesCMC:tä käytetään elintarviketieteessä viskositeetin modifiointiaineena tai sakeuttajana sekä emulsioiden stabilointiin erilaisissa tuotteissa, kuten jäätelössä. Elintarvikelisäaineena sillä on E-numero E466. Se on myös ainesosa monissa ei-elintarvikkeissa, kuten KY Jelly, hammastahna, laksatiivit, laihdutusvalmisteet, vesipohjaiset maalit, pesuaineet, tekstiilien liimausaineet ja erilaiset paperituotteet. Sitä käytetään ensisijaisesti, koska sillä on korkea viskositeetti, se on myrkytön ja hypoallergeeninen. Pyykinpesuaineissa sitä käytetään likasuspensiopolymeerinä, joka on suunniteltu kerrostumaan puuvillalle ja muille selluloosakankaille luoden negatiivisesti varautuneen suojan pesuliuoksessa oleville lialle. CMC:tä käytetään voiteluaineena haihtumattomissa silmätippoissa (keinotekoiset kyyneleet). Joskus käytetään metyyliselluloosaa (MC), mutta sen polaarittomat metyyliryhmät (-CH3) eivät lisää liukoisuutta tai kemiallista reaktiivisuutta perusselluloosalle.

Alkureaktion jälkeen tuloksena oleva seos tuottaa noin 60 % CMC:tä plus 40 % suoloja (natriumkloridia ja natriumglykolaattia). Tämä tuote on niin kutsuttu tekninen CMC, jota käytetään pesuaineissa. Lisäpuhdistusprosessia käytetään näiden suolojen poistamiseen puhtaan CMC:n valmistamiseksi, jota käytetään elintarvike-, lääke- ja hampaidenpuhdistusaineissa (hammastahnassa). Valmistetaan myös "puolipuhdistettua" välilaatua, jota käytetään tyypillisesti paperisovelluksissa.

CMC:tä käytetään myös lääkkeissä sakeutusaineena. CMC:tä käytetään myös öljynporausteollisuudessa porauslietteen ainesosana, jossa se toimii viskositeetin modifiointiaineena ja vettä pidättävänä aineena. Polyanioninen selluloosa tai PAC on johdettu selluloosasta ja sitä käytetään myös öljykentillä. CMC on ehdottomasti karboksyylihappo, jossa PAC on eetteri. CMC ja PAC, vaikka ne on valmistettu samoista raaka-aineista (selluloosa, käytettyjen materiaalien määrä ja tyyppi johtavat erilaisiin lopputuotteisiin. Ensimmäinen ja tärkein ero CMC:n ja PAC:n välillä on radikalisaatiovaiheessa. Karboksimetyyliselluloosa (CMC) on sekä kemiallisesti että erottuu fyysisesti polyanionisesta selluloosasta.

Liukenematonta mikrorakeista karboksimetyyliselluloosaa käytetään kationinvaihtohartsina ioninvaihtokromatografiassa proteiinien puhdistukseen. Oletettavasti derivatisoitumistaso on paljon alhaisempi, joten mikrorakeisen selluloosan liukoisuusominaisuudet säilyvät samalla kun lisätään riittävästi negatiivisesti varautuneita karboksylaattiryhmiä sitoutumaan positiivisesti. latautuneita proteiineja.

CMC:tä käytetään myös jääpakkauksissa eutektisen seoksen muodostamiseen, mikä johtaa alhaisempaan jäätymispisteeseen ja siten enemmän jäähdytyskapasiteettiin kuin jäällä.

CMC:n vesiliuoksia on käytetty myös hiilinanoputkien dispergoimiseen. Uskotaan, että pitkät CMC-molekyylit kietoutuvat nanoputkien ympärille, mikä mahdollistaa niiden hajoamisen veteen.

EntsymologiaCMC:tä on myös käytetty laajasti karakterisoimaan endoglukanaasien entsyymiaktiivisuutta (osa sellulaasikompleksia). CMC on erittäin spesifinen substraatti endo-vaikutteisille sellulaaseille, koska sen rakenne on suunniteltu kiteyttämään selluloosa ja luomaan amorfisia kohtia, jotka ovat ihanteellisia endglukanaasitoiminnalle. CMC on toivottava, koska katalyysituote (glukoosi) on helppo mitata käyttämällä pelkistävää sokerimääritystä, kuten 3,5-dinitrosalisyylihappoa. CMC:n käyttö entsyymimäärityksissä on erityisen tärkeää sellulaasientsyymien seulonnassa, joita tarvitaan tehokkaampaan selluloosan etanolin konversioon. CMC:tä on kuitenkin käytetty väärin myös aikaisemmassa työssä sellulaasientsyymien kanssa, koska monet olivat yhdistäneet koko sellulaasiaktiivisuuden CMC-hydrolyysiin. Selluloosan depolymeroinnin mekanismin tullessa ymmärretyksi on huomattava, että eksosellulaasit ovat hallitsevia kiteisen (esim. Avicel) ja liukenemattoman (esim. CMC) selluloosan hajotuksessa.