CARBOXYMETHYLCELLULOSE: विशेषताएँ, संरचना, संश्लेषण, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

Carboxymethyl सेल्यूलोज एक यौगिक सेल्यूलोज से ली गई, ग्लूकोज की एक बहुलक है। इसे सेल्युलोज या कारमेल गम के नाम भी मिलते हैं। यह सोडियम नमक के रूप में हो सकता है।

कार्बोक्मेथाइलसेलुलोज जल में घुलनशील और सेल्यूलोज के विपरीत घुलनशील है, जो पानी में अघुलनशील है। ग्लूकोज अणुओं के कुछ -CH ₂ ओएच समूह जो सेल्यूलोज बनाते हैं, उन्होंने -CH ₂ OCH ₂ COOH समूहों को प्रतिस्थापित किया है । यह प्रतिस्थापन इसकी संरचना को आयनिक गुण देता है।

स्रोत: LHcheM द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से

लेकिन सेलूलोज़ क्या है? यह एक बायोपॉलिमर है जो विशेष रूप से glucose-ग्लूकोज अणुओं से बना होता है, जो 1,-1,4-o-glucosidic बॉन्ड द्वारा जुड़ा होता है। सेलुलोज का सूत्र है (C ₆ H ₁₀ O ₅) _n के लिए 2000 का न्यूनतम मान। बहुलक में एक रैखिक या रेशेदार संरचना हो सकती है, जो पौधे कोशिका की दीवार का मुख्य घटक है।

इसकी कॉम्पैक्ट संरचना पानी से अभेद्य है और इसलिए इसमें अघुलनशील है। ग्लूकोज से बना होने के बावजूद, सेलूलोज़ का उपयोग जानवरों द्वारा नहीं किया जा सकता है, क्योंकि उनके पास os1,4-ग्लूकोसिडिक बॉन्ड को तोड़ने के लिए सेल्युलस एंजाइम की कमी होती है।

सेल्युलोज से जुड़ा कारबॉक्सीमिथाइल समूह कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज को एक नकारात्मक चार्ज सतह देता है। ये आवेश आयन विनिमय क्रोमैटोग्राफी तकनीक में इसके उपयोग की अनुमति देते हैं, एक राशन एक्सचेंजर के रूप में कार्य करते हैं जो प्रोटीन के शुद्धिकरण में उपयोग किया जाता है।

इसकी हाइड्रोफिलिक संपत्ति के कारण, कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज का उपयोग सूखी आंखों के उपचार में किया जाता है। इसी तरह, इस संपत्ति के कारण, इस प्रकार के डायपर और सैनिटरी उत्पादों के निर्माण में इसका उपयोग किया गया है। ये अनुप्रयोग उपयोगों और / या उन अनुप्रयोगों की विशाल सूची के उदाहरण के रूप में कार्य करते हैं जो इस परिसर में हैं।

भौतिक और रासायनिक विशेषताएं

सूत्र

RnOCH ₂ -COOH

भौतिक उपस्थिति

सफेद पाउडर। सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज: सफेद या दूधिया रेशेदार कण।

गंध और स्वाद

गंधहीन और बेस्वाद।

जल में घुलनशीलता

यह घुलनशील (20 मिलीग्राम / एमएल) है।

कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

यह मेथनॉल, इथेनॉल, डायथाइल ईथर, एसीटोन, क्लोरोफॉर्म, और बेंजीन में भी अघुलनशील है।

अपघटन बिंदु

274 ° सें।

घनत्व

0.7 - 0.9 ग्राम / सेमी ³ ।

पेट की गैस

यह एसिटिक एसिड के समान है और इसका पृथक्करण स्थिरांक 5 x 10 ^{-5 है} ।

संरचना

स्रोत: एल्क्रोन द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से

ऊपरी छवि एक कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज मोनोमर इकाई की संरचना को दिखाती है। ध्यान दें कि हाइड्रॉक्सिल समूहों के H को CH ₂ COOH समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; C-3 पर OH समूह को छोड़कर। यही है, छवि के अनुसार, बहुलक पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं किया गया है।

CH ₂ COOH समूह Na ⁺ cations के इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण द्वारा स्वयं को घेर सकते हैं और घेर सकते हैं: CH ₂ COO ^- Na ⁺ । यह उनके लिए धन्यवाद है कि कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज पानी में बहुत घुलनशील है, क्योंकि यह इसके साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बनाने में सक्षम है (CH ₂ COOH-OH ₂)। यह इसके चिह्नित हाइड्रोफिलिक और हीड्रोस्कोपिक चरित्र का मुख्य कारण है।

इसके अलावा, ये समूह हाइड्रॉक्सिल की तुलना में बहुत अधिक चमकदार हैं, ताकि बहुलक के भौतिक रासायनिक गुण मूल सेलुलोज के संबंध में बदल जाएं। इसका बड़ा आकार आंतरिक हाइड्रोजन बांड के गठन को रोकता है, अर्थात्, मोनोमेरिक श्रृंखलाओं के बीच, रिंगों को पूरी तरह से पानी के साथ बातचीत के लिए छोड़ देता है।

इसलिए, CH ₂ COOH द्वारा OH के प्रतिस्थापन की अधिक से अधिक डिग्री, जिसके परिणामस्वरूप सेल्युलोज का अधिक से अधिक हाइड्रोफिलिक चरित्र है। सूक्ष्म रूप से यह अंतर बहुत स्पष्ट नहीं हो सकता है; लेकिन मैक्रोस्कोपिक तराजू पर, यह पानी के एक कंटेनर में लकड़ी के एक ब्लॉक को भंग करने में सक्षम होने के समान होगा यदि इस तरह के प्रतिस्थापन मौके पर होते हैं।

संश्लेषण

सेल्युलोज फाइबर से कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज प्राप्त करने के लिए, ड्रुवसेल प्रक्रिया का पालन किया जाता है:

ए) सेल्युलोज फाइबर को आइसोप्रोपेनॉल और क्षार के साथ इलाज किया जाता है ताकि उनकी सूजन और हाइड्रॉक्साइड समूहों का आयनीकरण हो सके।

बी) निम्नलिखित उपचार के अनुसार, पिछले उपचार से सेल्यूलोज फाइबर को NaOH के साथ उपचार द्वारा क्षारित किया जाता है:

RceOH + NaOH => RceOH। NaOH

सी) नाओल से बंधे सेल्युलोज फाइबर फिर सोडियम क्लोरोसेटेट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इस प्रकार सोडियम कार्बोक्जिमिथाइलसेल्यूलर उत्पादन होता है:

RceOH ce NaOH + ClCH ₂ COO ^- Na => RceOCH ₂ COO ^- Na ⁺ + NaCl + ₂ O

सीओओ की बाइंडिंग ^- कार्बोक्जिमिथिकुलोस बनाने के लिए सेल्यूलोज के समूह को पानी में घुलनशील और अधिक प्रतिक्रियाशील बनाता है।

इसके लिए क्या है (उपयोग करता है)

Carboxymethylcellulose की अपनी हाइड्रोफिलिसिटी और कई यौगिकों के साथ संयोजन करने की क्षमता के कारण इसके कई उपयोग और अनुप्रयोग हैं। इसके उपयोगों में निम्नलिखित हैं।

फूड्स

-इसे खाने के लिए गाढ़ा और स्टेबलाइजर के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। इसके अलावा, यह एक आहार फाइबर और पायसीकारी के रूप में प्रयोग किया जाता है। इसका उपयोग आइसक्रीम, क्रीम और क्रीम के शेक के साथ-साथ जिलेटिन जैल और पुडिंग के निर्माण में सहायता के लिए किया जाता है।

फलों के रस में एक निलंबित एजेंट के रूप में और मेयोनेज़ में एक सुरक्षात्मक कोलाइड के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग फलों की सतह को कवर करने के लिए भी किया जाता है।

-क्योंकि Carboxymethylcellulose को शरीर द्वारा मेटाबोलाइज़ नहीं किया जाता है, इसका उपयोग कम कैलोरी वाले लोगों द्वारा किया जा सकता है।

दवा

-कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज सॉल्यूशन में जैल का उपयोग हृदय, वक्षीय और कॉर्नियल सर्जरी में किया जाता है।

छाती के ऑपरेशन में, फेफड़ों को स्टेपल किया जाता है और एक कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज समाधान के साथ कवर किया जाता है। एल्वियोली में निहित हवा के रिसाव और फेफड़ों में तरल पदार्थों के प्रवेश से बचने के लिए ऐसा किया जाता है।

-ऑर्थोपेडिक्स की शाखा में, कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज का उपयोग जोड़ों के स्नेहन में किया जाता है, विशेष रूप से कलाई, घुटनों और कूल्हों में। बहुलक समाधान को जोड़ों में कटाव, सूजन, और उपास्थि के संभावित विनाश को रोकने के लिए इंजेक्ट किया जाता है।

-यह सूखापन और आंखों की जलन के उपचार में प्रयोग किया जाता है। यह नेत्रगोलक को होने वाले नुकसान को रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक एजेंट के रूप में भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि संपर्क लेंस के प्लेसमेंट में हो सकता है।

-कारबॉक्समिथाइलसेलुलोज का उपयोग कब्ज के उपचार में भी किया जाता है, जो उचित स्थिरता के साथ मल के गठन के पक्ष में होता है। इसका उपयोग रेचक के रूप में किया जाता है।

सर्जरी के दौरान आसंजन को रोकने के लिए कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज-हेपरिन के संयोजन का उपयोग किया गया है।

निर्माण उद्योग

अधिकांश सीमेंट की तैयारी और निर्माण सामग्री में एक स्थिर और हाइड्रोफिलिक एजेंट के रूप में। यह सीमेंट में रेत के फैलाव को बेहतर बनाता है, इसके अलावा यह सीमेंट की चिपकने वाली क्रिया को बढ़ाता है।

-इसका इस्तेमाल अपहोल्स्ट्री पेपर के लिए चिपकने वाले हिस्से के रूप में भी किया जाता है।

डिटर्जेंट में

उद्योग की वह शाखा जिसमें शायद कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज की सर्वाधिक खपत होती है, साबुन और डिटर्जेंट के उत्पादन में होती है। यह एक अवरोधक एजेंट के रूप में कार्य करता है जो वसा को डिटर्जेंट द्वारा कपड़े की सतह से हटाकर, उन्हें फिर से जोड़ने से रोकता है।

चिपकने

-यह कागज के लिए चिपकने के विस्तार में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह इसे दाग नहीं देता है, यह गंध नहीं देता है और यह हटाने योग्य है। यह पुस्तकों या अन्य सामग्रियों की मरम्मत में उपयोग के लिए इसे आदर्श बनाता है।

-यह लकड़ी की चादरों के मिलन की अनुमति देने वाले ग्लू के विस्तार के लिए स्टार्च और फिनोल फॉर्मल्डिहाइड के साथ मिश्रण में भी परीक्षण किया गया है।

शराब उद्योग

इसका उपयोग शराब में मौजूद टैटारिक लवण की वर्षा से बचने के लिए किया जाता है।

कागज उद्योग

-वैक्सिड पेपर और कार्डबोर्ड की कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज तैयारी के साथ कोटिंग से वैक्स की खपत कम हो जाती है। यह मुद्रण स्याही की खपत को भी कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च चमक सतह होती है। इसके अलावा, कागज की सतह में चिकनाई और चिकनाई के लिए अधिक प्रतिरोध है।

-कारबॉक्समिथाइलसेलुलोज कागज के तंतुओं के बीच के बंधन को बेहतर बनाता है, उनके रंग में सुधार करता है। यह सेलूलोज़ लुगदी के तंतुओं के बाहर निकालने में सहायक औषधि के रूप में भी उपयोग किया जाता है, उनके प्रवाह से बचा जाता है।

खेती

Carboxymethylcellulose कीटनाशकों के लिए एक फैलाने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, यह पौधे की पत्तियों की सतह पर कीटनाशक को बांधने के लिए एक गोंद के रूप में उपयोग किया जाता है। कुछ अवसरों पर, इसका उपयोग कुछ अत्यधिक प्रदूषणकारी उर्वरकों के क्षरण में सहायता के रूप में किया जाता है।

प्रसाधन सामग्री

इसका उपयोग क्रीम, लोशन, शैंपू और हेयर केयर उत्पादों में एक मोटा, स्टेबलाइजर और फिल्म के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, यह दंत सफाई में उपयोग के लिए जैल की तैयारी में उपयोग किया जाता है।

पेंट्स

इसका उपयोग तेल आधारित पेंट और वार्निश के उत्पादन में किया जाता है, जो तरल पदार्थ में रंजक के लिए एक मोटा और फैलाने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है।

प्लास्टिक

इसका उपयोग लेटेक्स की चिपचिपाहट को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

मिट्टी के पात्र

यह चीनी मिट्टी के बरतन के टुकड़ों में शामिल होने के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि कुछ राख को पकाते समय कार्बोक्मेथिलसेलुलोज समाधान उत्पन्न होता है।

वस्त्र उद्योग

-इसका उपयोग इसके कच्चे रूप में कपड़ों की विकृति से बचने के लिए किया जाता है। स्टार्च के साथ संयोजन में, कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज का उपयोग लांड्रियों में किया जाता है। इसका उपयोग वस्त्रों के परिष्करण में भी किया जाता है। उनके निर्माण के दौरान, कपड़े को कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज के साथ गर्भवती किया जाता है और फिर एसिड और गर्मी के साथ इलाज किया जाता है।

-इसका उपयोग कपड़ों की छपाई में किया जाता है, जो कपड़ा पेंट और वार्निश के लिए एक मोटा एजेंट के रूप में सहयोग करता है।

दवाइयों की फैक्ट्री

-कारबॉक्सइमेथाइलसेलुलोज का उपयोग दवा की गोलियों के लेप में किया जाता है। बहुलक अम्लीय पेट की स्थिति में अघुलनशील है, लेकिन छोटी आंत में घुलनशील है, जहां चिकित्सीय एजेंट अवशोषित होते हैं।

-यह जेल पूर्व के रूप में भी इस्तेमाल किया जाता है, मलहम के रूप में दवा वाहक। इसके अलावा, यह निलंबन और पायस में एक स्थिर एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग बॉडी म्यूकस को बांधने वाली गोलियों में एक बायोडेसिव के रूप में किया जाता है।

संदर्भ

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