Naatriumkarboksümetüültselluloos | 9000-11-7

Karboksümetüültselluloos (CMC) ehk tsellulooskummi on tselluloosi derivaat, mille karboksümetüülrühmad (-CH2-COOH) on seotud mõne tselluloosi põhiahela moodustavate glükopüranoosi monomeeride hüdroksüülrühmadega. Seda kasutatakse sageli selle naatriumsoolana, naatriumkarboksümetüültselluloosina.

See sünteesitakse tselluloosi ja kloroäädikhappe leeliskatalüüsitud reaktsioonil. Polaarsed (orgaanilised happelised) karboksüülrühmad muudavad tselluloosi lahustuvaks ja keemiliselt reaktsioonivõimeliseks. CMC funktsionaalsed omadused sõltuvad tselluloosi struktuuri asendusastmest (st kui palju hüdroksüülrühmi on asendusreaktsioonis osalenud), samuti tselluloosi karkassi struktuuri ahela pikkusest ja rühmituse astmest. karboksümetüülasendajad.

UsesCMC-d kasutatakse toiduaineteaduses viskoossuse modifikaatorina või paksendajana ning emulsioonide stabiliseerimiseks erinevates toodetes, sealhulgas jäätises. Toidu lisaainena on sellel E-number E466. See on ka paljude toiduks mittekasutatavate toodete koostisosa, nagu KY Jelly, hambapasta, lahtistid, dieedipillid, veepõhised värvid, pesuvahendid, tekstiililiimid ja erinevad paberitooted. Seda kasutatakse peamiselt seetõttu, et see on kõrge viskoossusega, mittetoksiline ja hüpoallergeenne. Pesupesuvahendites kasutatakse seda mustussuspensiooni polümeerina, mis on mõeldud puuvillale ja muudele tsellulooskangadele sadestumiseks, luues pesulahuse mustuse suhtes negatiivse laenguga barjääri. CMC-d kasutatakse määrdeainena mittelenduvates silmatilkades (kunstpisarad). Mõnikord kasutatakse metüültselluloosi (MC), kuid selle mittepolaarsed metüülrühmad (-CH3) ei anna alustselluloosile lahustuvust ega keemilist reaktsioonivõimet.

Pärast esialgset reaktsiooni toodab saadud segu ligikaudu 60% CMC-d pluss 40% sooli (naatriumkloriid ja naatriumglükolaat). See toode on nn tehniline CMC, mida kasutatakse pesuvahendites. Nende soolade eemaldamiseks kasutatakse täiendavat puhastusprotsessi, et saada puhas CMC, mida kasutatakse toidu-, farmaatsia- ja hambapuhastusvahendite (hambapasta) jaoks. Toodetakse ka vahepealset "poolpuhastatud" sorti, mida tavaliselt kasutatakse paberirakendustes.

CMC-d kasutatakse ka ravimites paksendava ainena. CMC-d kasutatakse ka naftapuurimistööstuses puurmuda koostisosana, kus see toimib viskoossuse modifikaatorina ja vett kinnihoidva ainena. Polüanioonne tselluloos ehk PAC saadakse tselluloosist ja seda kasutatakse ka naftaväljade praktikas. CMC on kindlasti karboksüülhape, kus PAC on eeter. CMC ja PAC, kuigi neid toodetakse samast toorainest (tselluloos, kasutatud materjalide kogus ja tüüp toovad kaasa erinevad lõpptooted. Esimene ja peamine erinevus CMC ja PAC vahel eksisteerivad radikaliseerimisetapis. Karboksümetüültselluloos (CMC) on nii keemiliselt kui ka keemiliselt füüsiliselt eristatav polüanioonsest tselluloosist.

Lahustumatut mikrogranulaarset karboksümetüültselluloosi kasutatakse katioonvahetusvaikuna ioonvahetuskromatograafias valkude puhastamiseks. Arvatavasti on derivatiseerimise tase palju madalam, nii et mikrogranulaarse tselluloosi lahustuvusomadused säilivad, lisades samas positiivseks seondumiseks piisavalt negatiivse laenguga karboksülaatrühmi. laetud valgud.

CMC-d kasutatakse ka jääpakkides eutektilise segu moodustamiseks, mille tulemuseks on madalam külmumistemperatuur ja seega suurem jahutusvõime kui jääl.

Süsinik-nanotorude hajutamiseks on kasutatud ka CMC vesilahuseid. Arvatakse, et pikad CMC molekulid keerduvad ümber nanotorude, võimaldades neil vees hajutada.

Ensümoloogia CMC-d on laialdaselt kasutatud ka endoglükanaaside (tsellulaasi kompleksi osa) ensüümi aktiivsuse iseloomustamiseks. CMC on väga spetsiifiline substraat endo-toimega tsellulaaside jaoks, kuna selle struktuur on loodud tselluloosi dekristalliseerimiseks ja amorfsete saitide loomiseks, mis sobivad ideaalselt endglükanaasi toimeks. CMC on soovitav, kuna katalüüsiprodukti (glükoosi) on lihtne mõõta redutseeriva suhkru analüüsiga, nagu 3,5-dinitrosalitsüülhape. CMC kasutamine ensüümianalüüsides on eriti oluline tsellulaasi ensüümide skriinimisel, mis on vajalikud tõhusamaks tselluloosi etanooli muundamiseks. Siiski on CMC-d väärkasutatud ka varasemas töös tsellulaasi ensüümidega, kuna paljud olid seostanud kogu tsellulaasi aktiivsust CMC hüdrolüüsiga. Kuna tselluloosi depolümerisatsiooni mehhanism on muutunud paremini mõistetavaks, tuleb märkida, et eksotsellulaasid on domineerivad kristalse (nt Avicel) ja mittelahustuva (nt CMC) tselluloosi lagundamisel.