Natrijum karboksimetil celuloza | 9000-11-7

Karboksi metil celuloza (CMC) ili celulozna guma je derivat celuloze sa karboksimetil grupama (-CH2-COOH) vezanim za neke od hidroksilnih grupa monomera glukopiranoze koji čine celuloznu kičmu. Često se koristi kao natrijumova so, natrijum karboksimetil celuloza.

Sintetizira se alkalnom reakcijom celuloze sa hloroctenom kiselinom. Polarne (organske kiseline) karboksilne grupe čine celulozu rastvorljivom i hemijski reaktivnom. Funkcionalna svojstva CMC zavise od stepena supstitucije strukture celuloze (tj. koliko je hidroksilnih grupa učestvovalo u reakciji supstitucije), kao i od dužine lanca strukture celulozne okosnice i stepena grupisanja karboksimetil supstituenti.

UpotrebaCMC se koristi u nauci o hrani kao modifikator viskoziteta ili zgušnjivač, te za stabilizaciju emulzija u različitim proizvodima uključujući sladoled. Kao dodatak hrani ima E broj E466. Također je sastavni dio mnogih neprehrambenih proizvoda, kao što su KY žele, paste za zube, laksativi, dijetalne pilule, boje na bazi vode, deterdženti, tekstilni proizvodi i razni proizvodi od papira. Koristi se prvenstveno zato što je visokog viskoziteta, netoksičan je i hipoalergen. U deterdžentima za pranje rublja koristi se kao polimer suspenzije tla dizajniran za taloženje na pamuk i druge celulozne tkanine stvarajući negativno nabijenu barijeru za prljavštinu u otopini za pranje. CMC se koristi kao lubrikant u neisparljivim kapima za oči (umjetne suze). Ponekad se koristi metil celuloza (MC), ali njene nepolarne metilne grupe (-CH3) ne dodaju nikakvu rastvorljivost ili hemijsku reaktivnost bazi celuloze.

Nakon početne reakcije, rezultirajuća smjesa proizvodi približno 60% CMC plus 40% soli (natrijum hlorid i natrijum glikolat). Ovaj proizvod je takozvani tehnički CMC koji se koristi u deterdžentima. Daljnji proces pročišćavanja koristi se za uklanjanje ovih soli za proizvodnju čistog CMC-a koji se koristi u prehrambenoj, farmaceutskoj i pasta za zube. Također se proizvodi srednji "polu-pročišćen" razred, koji se obično koristi u primjeni papira.

CMC se također koristi u farmaciji kao zgušnjivač. CMC se također koristi u industriji bušenja nafte kao sastojak isplake za bušenje, gdje djeluje kao modifikator viskoziteta i sredstvo za zadržavanje vode. Poli-anionska celuloza ili PAC je izvedena iz celuloze i također se koristi u praksi naftnih polja. CMC je definitivno karboksilna kiselina, gdje je PAC eter. CMC i PAC, iako su proizvedeni od istih sirovina (celuloza, količina i vrsta upotrebljenih materijala dovodi do različitih konačnih proizvoda. Prva i vodeća razlika između CMC i PAC postoji u koraku radikalizacije. Karboksimetil celuloza (CMC) je i hemijski i fizički razlikuje od polianionske celuloze.

Nerastvorljiva mikrogranularna karboksimetil celuloza se koristi kao smola za kationsku izmjenu u ionsko-izmjenjivačkoj hromatografiji za pročišćavanje proteina. Vjerovatno je nivo derivatizacije mnogo niži tako da se svojstva rastvorljivosti mikrogranularne celuloze zadržavaju uz dodavanje dovoljno negativno nabijenih karboksilatnih grupa da se pozitivno vežu naelektrisani proteini.

CMC se također koristi u paketima leda za formiranje eutektičke smjese što rezultira nižom tačkom smrzavanja i stoga većim kapacitetom hlađenja od leda.

Vodeni rastvori CMC su takođe korišćeni za dispergovanje ugljeničnih nanocevi. Smatra se da se dugi CMC molekuli omotavaju oko nanocijevi, omogućavajući im da se rasprše u vodi.

EnzymologyCMC se također intenzivno koristi za karakterizaciju enzimske aktivnosti iz endoglukanaza (dio kompleksa celulaze). CMC je visoko specifičan supstrat za endodjelujuće celulaze jer je njegova struktura dizajnirana da dekristalizira celulozu i stvori amorfna mjesta koja su idealna za djelovanje endglukanaze. CMC je poželjan jer se proizvod katalize (glukoza) lako mjeri upotrebom redukcijske analize šećera kao što je 3,5-dinitrosalicilna kiselina. Upotreba CMC u enzimskim testovima je posebno važna u pogledu skrininga na enzime celulaze koji su potrebni za efikasniju konverziju celuloznog etanola. Međutim, CMC je također bio zloupotrijebljen u ranijem radu s enzimima celulaze jer su mnogi povezivali aktivnost cijele celulaze s hidrolizom CMC. Kako je mehanizam depolimerizacije celuloze postao razumljiviji, treba napomenuti da egzo-celulaze dominiraju u razgradnji kristalne (npr. Avicel) i netopive (npr. CMC) celuloze.