Natriumcarboxymethylcellulose | 9000-11-7

Carboxymethylcellulose (CMC) of cellulosegom is een cellulosederivaat met carboxymethylgroepen (-CH2-COOH) gebonden aan enkele van de hydroxylgroepen van de glucopyranosemonomeren waaruit de celluloseruggengraat bestaat. Het wordt vaak gebruikt als natriumzout, natriumcarboxymethylcellulose.

Het wordt gesynthetiseerd door de alkali-gekatalyseerde reactie van cellulose met chloorazijnzuur. De polaire (organische zuur) carboxylgroepen maken de cellulose oplosbaar en chemisch reactief. De functionele eigenschappen van CMC zijn afhankelijk van de mate van substitutie van de cellulosestructuur (dwz hoeveel van de hydroxylgroepen hebben deelgenomen aan de substitutiereactie), evenals van de ketenlengte van de celluloseskeletstructuur en de mate van clustering van de cellulosestructuur. de carboxymethylsubstituenten.

ToepassingenCMC wordt in de voedingswetenschap gebruikt als viscositeitsmodificator of verdikkingsmiddel, en om emulsies in verschillende producten, waaronder ijs, te stabiliseren. Als levensmiddelenadditief heeft het E-nummer E466. Het is ook een bestanddeel van veel non-foodproducten, zoals KY Jelly, tandpasta, laxeermiddelen, dieetpillen, verf op waterbasis, wasmiddelen, textiellijm en diverse papierproducten. Het wordt voornamelijk gebruikt omdat het een hoge viscositeit heeft, niet giftig is en hypoallergeen is. In wasmiddelen wordt het gebruikt als een vuilsuspensiepolymeer dat is ontworpen om zich af te zetten op katoen en andere celluloseachtige stoffen, waardoor een negatief geladen barrière ontstaat tegen vuil in de wasoplossing. CMC wordt gebruikt als smeermiddel in niet-vluchtige oogdruppels (kunsttranen). Soms wordt methylcellulose (MC) gebruikt, maar de niet-polaire methylgroepen (-CH3) voegen geen enkele oplosbaarheid of chemische reactiviteit toe aan de basiscellulose.

Na de initiële reactie produceert het resulterende mengsel ongeveer 60% CMC plus 40% zouten (natriumchloride en natriumglycolaat). Dit product is de zogenaamde Technische CMC die gebruikt wordt in wasmiddelen. Een verder zuiveringsproces wordt gebruikt om deze zouten te verwijderen om pure CMC te produceren die wordt gebruikt voor toepassingen in de voeding, de farmaceutische industrie en tandpasta (tandpasta). Er wordt ook een tussenliggende "semi-gezuiverde" kwaliteit geproduceerd, die doorgaans wordt gebruikt in papiertoepassingen.

CMC wordt ook in de farmaceutische industrie gebruikt als verdikkingsmiddel. CMC wordt ook in de olieboorindustrie gebruikt als ingrediënt van boorspoeling, waar het fungeert als viscositeitsmodificator en waterretentiemiddel. Poly-anionische cellulose of PAC is afgeleid van cellulose en wordt ook gebruikt in de olieveldpraktijk. CMC is absoluut een carbonzuur, waarbij PAC ether is. CMC en PAC, hoewel ze uit dezelfde grondstoffen worden vervaardigd (cellulose, hoeveelheid en type gebruikte materialen, leiden tot verschillende eindproducten). Het eerste en belangrijkste verschil tussen CMC en PAC bestaat uit de radicaliseringsstap. CarboxyMethylcellulose (CMC) is zowel chemisch als fysiek onderscheiden van polyanionische cellulose.

Onoplosbare microgranulaire carboxymethylcellulose wordt gebruikt als kationenuitwisselingshars bij ionenuitwisselingschromatografie voor de zuivering van eiwitten. Vermoedelijk is het derivatiseringsniveau veel lager, zodat de oplosbaarheidseigenschappen van microgranulaire cellulose behouden blijven terwijl er voldoende negatief geladen carboxylaatgroepen worden toegevoegd om positief te binden. geladen eiwitten.

CMC wordt ook gebruikt in ijspakketten om een ​​eutectisch mengsel te vormen, wat resulteert in een lager vriespunt en dus meer koelvermogen dan ijs.

Waterige oplossingen CMC zijn ook gebruikt om koolstofnanobuisjes te dispergeren. Er wordt gedacht dat de lange CMC-moleculen zich om de nanobuisjes wikkelen, waardoor ze in water kunnen worden gedispergeerd.

EnzymologieCMC is ook uitgebreid gebruikt om de enzymactiviteit van endoglucanasen (onderdeel van het cellulasecomplex) te karakteriseren. CMC is een zeer specifiek substraat voor endowerkende cellulasen, omdat de structuur ervan is ontworpen om cellulose te dekristalliseren en amorfe plaatsen te creëren die ideaal zijn voor de werking van endglucanase. CMC is wenselijk omdat het katalyseproduct (glucose) gemakkelijk kan worden gemeten met behulp van een reducerende suikertest zoals 3,5-dinitrosalicylzuur. Het gebruik van CMC bij enzymtesten is vooral belangrijk met betrekking tot het screenen op cellulase-enzymen die nodig zijn voor een efficiëntere omzetting van cellulose-ethanol. CMC is echter ook misbruikt in eerder werk met cellulase-enzymen, aangezien velen de volledige cellulase-activiteit in verband hadden gebracht met CMC-hydrolyse. Naarmate het mechanisme van de depolymerisatie van cellulose beter wordt begrepen, moet worden opgemerkt dat exo-cellulasen dominant zijn bij de afbraak van kristallijne (bijv. Avicel) en niet-oplosbare (bijv. CMC) cellulose.