纤维素及其衍生物

纤维素的基本性质
4、 溶胀性 纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀(液体只进到结晶区间的
无定形区，其X-射线衍射图不发生变化)和结晶区内溶胀(纤维素原 来的X-射线衍射图谱改变，而出现新的X-射线衍射图谱)。
纤维素的基本性质
5、降解 ①热降解：受热时或发生水解或氧化降解。 20-150℃ ，只进行纤维素的解吸； 150-240℃ ，产生葡萄糖基脱水； 240-400℃ ，断裂纤维素分子中的苷键和C-C键； 400℃时，芳构化和石墨化。
MCC具有吸湿性。
三、微晶纤维素
（二）性质 2、可压性：制剂工艺中常以硬 度衡量可压性。同一种原料在相 同压力下，粒径越小，接触面积 越大，可压性越大，片剂硬度越 高。MCC分子内存在氢键，受压 时氢键缔合，具有高度变形性， 可被压制成一定形状和坚实的压 缩物，极具可压性。
三、微晶纤维素
（二）性质 3、崩解性：MCC为多孔微细粉末，具有较大的比表面积，
由于聚合度很大，则分子间的氢键力非常大，可能大大超过C-O-C的主价 键力。一般来说，纤维素中结晶区内的羟基都已形成氢键，而在无定形 区，则有少量没有形成氢键的游离轻基，所以水分子可以进入无定形区， 与分子链上的游离羟基形成氢键，即在分子链间形成水桥，发生膨化作 用。
纤维素的基本性质
3、 吸湿性 由X-射线衍射的研究表明，纤维理，收集其中不溶解部分(称为α-纤维素），转鼓干燥，制 成片状，机械粉碎即得。
粉状纤维素的聚合度约为500，相对分之质量约为2.43×105。
（二）性质
粉状纤维素具有一定的可压性，最大压 紧压力为50MPa。
溶解性：在水、稀酸和大部分有机溶剂 中几乎不溶，在5%（W/V）的NaOH溶液中 微溶。
经历不同湿度的环境后，其平衡含水量的变化，存在滞后现象，即吸附时的 吸着量低于解吸时的吸着量。
干燥纤维素的吸附是发生在无定形区氢键被破坏 的过程,由于受内部应力的阻力作用,部分氢键脱开， 但仍保留部分氢键，因而新游离出的羟基(吸着中心) 相对于解吸来说是较少的；当纤维素脱水产生收缩时， 无定形区的羟基部分地重新形成氢键，但由于纤维素 凝胶结构的内部阻力作用，被吸着的水不易挥发，氢 键不可能完全复原，重新形成的氢键较少，即吸着中 心较多，故而吸湿量也较多。
2、黏合剂：用量为5%~25%。 3、崩解剂：用量为5%~15%。 4、助悬剂：口服混悬剂的助悬剂。 5、稳定剂：做为软胶囊中油性悬浮性内容物的稳定剂。
三、微晶纤维素
（一）概述 微晶纤维素（microcrystalline cellulose,MCC）是纤维
素经物理改性而制成。 制法： 将棉纤维用17.5％NaOH溶液在20℃处理，收集
粒径和吸湿性：规格多样，粒径从 35~300μm不等。吸湿量大，应密封保存。
安全性：无毒、无刺激性。口服不吸收， 大部分随粪便排出体外。吸入或注射时，会 形成纤维素性肉芽肿。
（三）应用
1、稀释剂：可作为片剂、硬胶囊或颗粒剂的稀释剂。流动性 不佳。但可压性良好，低结晶度的粉状纤维素可作为粉末 直接压片的辅料。
压制的片剂遇水后，水分迅速进入含有MCC的片剂内部， 氢键断裂，显示良好的崩解性。一般MCC可吸收自身2~3 倍的水，1.2~1.4倍的油，对药物具有较大的容纳性。 4、安全性：无毒、无刺激性。口服不吸收，几乎无潜在毒 性。滥用（吸入或注射）时，会形成纤维素性肉芽肿。
其中不溶解部分(称为α-纤维素），再用浓盐酸煮沸，去 除纤维素中的无定形部分，余下的结晶部分经干燥、粉碎， 即得到聚合度约200的微晶纤维素。
三、微晶纤维素
（二）性质 微晶纤维素一般平均粒径20~200μm，流动性好。粒径
越大，粒间摩擦力越小，流动性越好。 1、溶解性和吸湿性
MCC在水中能迅速分散，但不溶于水、乙醇、丙酮或 甲苯中，也不溶于稀酸、稀碱液。
射线衍射图没有改变，说明结晶区没有吸着水分子，水的吸着只发生 在无定形区，结晶区的氢键并没有破坏，链分子的有序排列也没有改 变，纤维素的吸水量是随其无定形区所占的比例的增加而增加，实际 上，经碱处理过的纤维素的吸湿性比之天然纤维素为大。
纤维素的基本性质
3、吸湿性 纤维素吸水后，再干燥的失水量，与环境的相对湿度有关，纤维素在
纤维素的基本性质
5、降解 ② 机械降解特性
纤维素原料经磨碎、压碎或强烈压缩时，纤维素可发生降 解，结果聚合度下降，该过程化学键断裂，晶格结构及分子间 氢键遭到破坏，故机械降解后的纤维素比氧化、水解或热降解 的纤维素具有更大的反应能力。
纤维素的基本性质
5、降解 ③可水解性
纤维素大分子的苷键对酸的稳定性很低，在酸碱度、温度适 合的条件下，产生水解降解，酸是催化剂。纤维素对碱在一般情 况下是比较稳定的，但在高温下，也产生碱性水解。
纤维素的基本性质
1．化学反应性 纤维素大分子的每个葡萄糖单元中有3个醇羟基，其中2个为仲醇
羟基，另一个为伯醇羟基，纤维素的氧化、酯化、醚化、分子间形成 氢键、吸水、溶胀以及接枝共聚等都与纤维素分子中存在大量羟基有 关，这些羟基酯化能力不同，以伯羟基的反应速度最快。
纤维素的基本性质
2、氢键的作用 纤维素大分子间和分子内存在大量的羟基，符合氢键形成的条件，
第三章 药用天然高分子材料 及其衍生物
主讲：赵永恒 药剂学教研室
纤维类及其衍生物
纤维素(cellulose)是自然界中储量最大的天然高分子材料，是植物纤维主要组 成之一，棉花含90%以上，亚麻含80%，木材含50%，其他竹子、芦苇、等都 含有大量的纤维素。具有价廉、易得、易生物降解，不产生二次污染的特点。
纤维素的基本结构与性质
• 纤维素都是由β-Ｄ－葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分 子，而且都是以-１,４-葡萄糖苷键的形式连结起来的。
分子式：(C6H10O5)n n=10000
CH2OH O
HO
OH 1 4 CH2OH O
O HO
O
OH 1
4
CH2OH
O
O HO
O OH
-1,4-苷键
纤维素的成键特征
C H2OH
O
O HO
OH
CH2OH
O
O HO
OH O
HO
O OH
C H2OHO
HO
O OH
C H2OHO
无烟火药
纤维素衍生物
纤维素衍生物性质的影响因素
二 粉状纤维素
（一）概述 粉状纤维素（powdered cellulose）是纤维素经物理改性而制
成。 制法为：将天然纤维用17.5％NaOH（或24%KOH）溶液在