Natrijeva karboksimetil celuloza | 9000-11-7

Karboksimetil celuloza (CMC) ali celulozni gumi je derivat celuloze s karboksimetilnimi skupinami (-CH2-COOH), vezanimi na nekatere od hidroksilnih skupin monomerov glukopiranoze, ki sestavljajo celulozno ogrodje. Pogosto se uporablja kot natrijeva sol, natrijeva karboksimetil celuloza.

Sintetizira se z alkalno katalizirano reakcijo celuloze s kloroocetno kislino. Polarne (organske kisline) karboksilne skupine naredijo celulozo topno in kemično reaktivno. Funkcionalne lastnosti CMC so odvisne od stopnje substitucije celulozne strukture (tj. koliko hidroksilnih skupin je sodelovalo v substitucijski reakciji), pa tudi od dolžine verige strukture celuloznega ogrodja in stopnje grozdenja karboksimetilne substituente.

UporabaCMC se uporablja v živilski znanosti kot modifikator ali zgoščevalec viskoznosti in za stabilizacijo emulzij v različnih izdelkih, vključno s sladoledom. Kot aditiv za živila ima E številko E466. Je tudi sestavni del številnih neživilskih izdelkov, kot so KY Jelly, zobna pasta, odvajala, tablete za hujšanje, barve na vodni osnovi, detergenti, lepila za tekstil in različni izdelki iz papirja. Uporablja se predvsem zato, ker ima visoko viskoznost, ni strupen in je hipoalergen. V detergentih za pranje perila se uporablja kot polimer za suspenzijo umazanije, ki se nanese na bombaž in druge celulozne tkanine, kar ustvarja negativno nabito oviro za umazanijo v pralni raztopini. CMC se uporablja kot mazivo v nehlapnih kapljicah za oko (umetne solze). Včasih se uporablja metil celuloza (MC), vendar njene nepolarne metilne skupine (-CH3) osnovni celulozi ne dodajo nobene topnosti ali kemične reaktivnosti.

Po začetni reakciji nastala mešanica proizvede približno 60 % CMC in 40 % soli (natrijev klorid in natrijev glikolat). Ta izdelek je tako imenovani tehnični CMC, ki se uporablja v detergentih. Nadaljnji postopek čiščenja se uporablja za odstranitev teh soli za proizvodnjo čistega CMC, ki se uporablja v hrani, farmacevtskih izdelkih in izdelkih za čiščenje zob (zobna pasta). Proizvaja se tudi vmesna "polprečiščena" kakovost, ki se običajno uporablja v papirni industriji.

CMC se uporablja tudi v farmaciji kot zgoščevalec. CMC se uporablja tudi v industriji vrtanja nafte kot sestavina vrtalnega blata, kjer deluje kot modifikator viskoznosti in sredstvo za zadrževanje vode. Poli-anionska celuloza ali PAC je pridobljena iz celuloze in se uporablja tudi v naftnih poljih. CMC je vsekakor karboksilna kislina, kjer je PAC eter. CMC in PAC, čeprav sta proizvedena iz enakih surovin (celuloza, količina in vrsta uporabljenih materialov povzroči različne končne izdelke. Prva in glavna razlika med CMC in PAC je v koraku radikalizacije. Karboksimetil celuloza (CMC) je kemično in fizikalno razlikuje od polianionske celuloze.

Netopna mikrogranularna karboksimetil celuloza se uporablja kot kationska izmenjevalna smola v ionsko izmenjevalni kromatografiji za čiščenje proteinov. Verjetno je stopnja derivatizacije veliko nižja, tako da se lastnosti topnosti mikrogranularne celuloze ohranijo ob dodajanju dovolj negativno nabitih karboksilatnih skupin za pozitivno vezavo nabitih proteinov.

CMC se uporablja tudi v ledenih vložkih za tvorbo evtektične mešanice, ki ima za posledico nižjo zmrziščno točko in zato večjo hladilno zmogljivost kot led.

Vodne raztopine CMC so bile uporabljene tudi za disperzijo ogljikovih nanocevk. Domneva se, da se dolge molekule CMC ovijajo okoli nanocevk in jim omogočajo, da se razpršijo v vodi.

EnzymologyCMC se je v veliki meri uporabljal tudi za karakterizacijo encimske aktivnosti endoglukanaz (del celulaznega kompleksa). CMC je zelo specifičen substrat za endo-delujoče celulaze, saj je bila njegova struktura zasnovana tako, da dekristalizira celulozo in ustvari amorfna mesta, ki so idealna za delovanje endglukanaze. CMC je zaželen, ker je produkt katalize (glukozo) enostavno izmeriti z uporabo testa reducirajočega sladkorja, kot je 3,5-dinitrosalicilna kislina. Uporaba CMC v encimskih testih je še posebej pomembna v zvezi s presejanjem celulaznih encimov, ki so potrebni za učinkovitejšo pretvorbo celuloznega etanola. Vendar pa je bil CMC tudi napačno uporabljen pri prejšnjem delu s celulaznimi encimi, saj so mnogi povezovali celotno aktivnost celulaze s hidrolizo CMC. Ker postaja mehanizem depolimerizacije celuloze bolj razumljen, je treba opozoriti, da eksocelulaze prevladujejo pri razgradnji kristalinične (npr. Avicel) in netopne (npr. CMC) celuloze.