Natrijeva karboksimetil celuloza | 9000-11-7

Karboksi metil celuloza (CMC) ili celulozna guma je derivat celuloze s karboksimetilnim skupinama (-CH2-COOH) vezanim za neke od hidroksilnih skupina monomera glukopiranoze koji čine okosnicu celuloze. Često se koristi kao njegova natrijeva sol, natrijeva karboksimetil celuloza.

Sintetizira se alkalno kataliziranom reakcijom celuloze s klorooctenom kiselinom. Polarne (organske kiseline) karboksilne skupine čine celulozu topljivom i kemijski reaktivnom. Funkcionalna svojstva CMC-a ovise o stupnju supstitucije strukture celuloze (tj. koliko je hidroksilnih skupina sudjelovalo u reakciji supstitucije), kao i o duljini lanca strukture celulozne okosnice i stupnju grupiranja karboksimetil supstituenti.

UpotrebaCMC se koristi u prehrambenoj znanosti kao modifikator viskoznosti ili zgušnjivač te za stabilizaciju emulzija u raznim proizvodima uključujući sladoled. Kao dodatak hrani ima E broj E466. Također je sastavni dio mnogih neprehrambenih proizvoda, kao što su KY Jelly, pasta za zube, laksativi, tablete za mršavljenje, boje na bazi vode, deterdženti, tekstilna ljepila i razni proizvodi od papira. Koristi se prvenstveno jer ima visoku viskoznost, netoksičan je i hipoalergen. U deterdžentima za pranje rublja koristi se kao polimer za suspenziju prljavštine dizajniran za taloženje na pamuk i druge celulozne tkanine stvarajući negativno nabijenu prepreku za prljavštinu u otopini za pranje. CMC se koristi kao lubrikant u neisparljivim kapima za oči (umjetnim suzama). Ponekad se koristi metil celuloza (MC), ali njezine nepolarne metilne skupine (-CH3) ne dodaju nikakvu topljivost ili kemijsku reaktivnost osnovnoj celulozi.

Nakon početne reakcije dobivena smjesa proizvodi približno 60% CMC plus 40% soli (natrijev klorid i natrijev glikolat). Ovaj proizvod je takozvani tehnički CMC koji se koristi u deterdžentima. Daljnji postupak pročišćavanja koristi se za uklanjanje ovih soli kako bi se proizveo čisti CMC koji se koristi u hrani, farmaceutskoj industriji i sredstvu za čišćenje zuba (pasta za zube). Također se proizvodi srednji "polupročišćeni" stupanj, koji se obično koristi u papirnim aplikacijama.

CMC se također koristi u farmaceutici kao sredstvo za zgušnjavanje. CMC se također koristi u industriji bušenja nafte kao sastojak isplake za bušenje, gdje djeluje kao modifikator viskoznosti i sredstvo za zadržavanje vode. Poli-anionska celuloza ili PAC se dobiva iz celuloze i također se koristi u praksi naftnih polja. CMC je definitivno karboksilna kiselina, gdje je PAC eter. CMC i PAC, iako se proizvode od istih sirovina (celuloza, količina i vrsta upotrijebljenih materijala dovodi do različitih finalnih proizvoda. Prva i vodeća razlika između CMC i PAC postoji u koraku radikalizacije. Karboksimetil celuloza (CMC) je i kemijski i fizički razlikuje od polianionske celuloze.

Netopljiva mikrogranularna karboksimetil celuloza koristi se kao kationsko-izmjenjivačka smola u ionsko-izmjenjivačkoj kromatografiji za pročišćavanje proteina. Vjerojatno je razina derivatizacije mnogo niža tako da su svojstva topljivosti mikrogranularne celuloze zadržana dok se dodaje dovoljno negativno nabijenih karboksilatnih skupina za pozitivno vezanje nabijenih proteina.

CMC se također koristi u pakiranjima leda za stvaranje eutektičke smjese koja rezultira nižom točkom smrzavanja i stoga većim kapacitetom hlađenja od leda.

Vodene otopine CMC također su korištene za disperziju ugljikovih nanocijevi. Smatra se da se dugačke CMC molekule omotavaju oko nanocijevi, omogućujući im da se rasprše u vodi.

EnzymologyCMC se također intenzivno koristi za karakterizaciju enzimske aktivnosti endoglukanaza (dio kompleksa celulaze). CMC je vrlo specifičan supstrat za endo-djelujuće celulaze jer je njegova struktura projektirana za dekristalizaciju celuloze i stvaranje amorfnih mjesta koja su idealna za djelovanje endglukanaze. CMC je poželjan jer se produkt katalize (glukoza) lako mjeri pomoću testa reducirajućeg šećera kao što je 3,5-dinitrosalicilna kiselina. Korištenje CMC-a u enzimskim testovima posebno je važno u pogledu pretraživanja enzima celulaze koji su potrebni za učinkovitiju pretvorbu celuloznog etanola. Međutim, CMC je također zloupotrijebljen u ranijim radovima s enzimima celulaze jer su mnogi povezivali cjelokupnu celulaznu aktivnost s hidrolizom CMC-a. Kako se mehanizam depolimerizacije celuloze bolje razumije, treba napomenuti da su egzo-celulaze dominantne u razgradnji kristalne (npr. Avicel) i netopive (npr. CMC) celuloze.