第四章 (2) 药用天然高分子材料

第三节纤维素及其衍生物

一、纤维素1.纤维素的结构与性质(1)化学结构纤维素(cellulose)大分子的结构单元是D-吡喃式葡萄糖基。每个纤维素分子是由Mr/162=n个葡萄糖基构成，其分子式为(C6H10O5)n。式中n为葡萄糖基数目，称为聚合度，n的数值为几百至几千乃至一万以上，随纤维素的来源、制备方法和测定方法而异。纤维素分子为极长链线型多糖高分子化合物，它与直链淀粉相似，没有分枝。1纤维素大分子的D-葡萄糖基间互以β-1,4-苷键连接，其证明是纤维素水解过程中会先形成一些中间产物，如纤维素四糖、纤维素三糖和纤维素二糖等，这些水解中间产物相邻的两个葡萄糖基是以β-1,4-苷键结合而成的，其链结构如下所示。纤维素分子中处于两个末端的葡萄糖基性质不同，对整个纤维素分子来说，一端具有还原性的隐形醛基，另一端没有，故整个大分子具有极性并呈现出方向性。2(2)性质

①化学反应性纤维素分子中每个葡萄糖单元均有3个醇羟基，纤维素分子中存在的大量羟基对纤维素的性质有决定性的影响，它们可以发生氧化、醚化、酯化反应，分子间氢键，吸水润胀，接枝共聚等。羟基的反应活性与其羟基类型有关。以酯化为例，伯醇羟基的反应速度最快。②氢键的作用

纤维素大分子中存在大量的羟基，它们可以在纤维素分子内或分子间形成缔合氢键，也可以与其他分子(如溶剂水及其他极性物质)形成氢键。一般来说，纤维素中结晶区内的羟基都已经形成氢键，而在无定形区，则有少量没有形成氢键的游离羟基，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，发生膨化作用。当分子中纤维素氢键的破裂和重新生成时，对纤维素物料的性质如吸湿性、溶解度以及反应能力等都有影响。3③吸湿与解吸在纤维素的无定形区，链分子中的羟基只是部分的形成氢键，还有部分是游离的，这部分游离的羟基，易与极性水分子形成氢键缔合，产生吸湿(水)作用。纤维素吸水后干燥的失水过程，称为解吸。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，如下图所示。某种纤维素的脱水吸附滞后现象

4④溶胀性

纤维素在碱液中能产生溶胀，这一点在纤维素衍生物的合成上有很大的意义。纤维素的有限溶胀可分为结晶区间溶胀和结晶区内溶胀。纤维素溶胀能力的大小取决于碱金属离子水化度，碱金属离子的水化度又随离子半径而变化，离子半径越小，其水化度越大，如氢氧化钠的溶胀能力大于氢氧化钾；纤维素的溶胀是放热反应，温度降低，溶胀作用增加；对同一种碱液并在同一温度下，纤维素的溶胀随其浓度而增加，至某一浓度，溶胀程度达最高值。5⑤降解a.热降解

纤维素原料在受热条件下，可发生水解和氧化降解。随加热温度变化形成降解程度不同的产物。在20～150℃，只进行纤维素的解吸(脱水蒸气，CO2、CO等吸着物)；150～240℃产生葡萄糖基脱水；240～400℃则断裂纤维素分子中的苷键(C-O-C)和C-C键，产生新的化合物(如焦油等)和低分子挥发性化合物；≥400℃时，则纤维素结构的残余部分进行芳构化，逐渐形成石墨结构，即石墨化。b.机械降解

纤维素原料经磨碎、压碎或强烈压缩时，受机械作用，纤维素可发生降解，结果聚合度下降。机械降解后的纤维素比受氧化、水解或热降解的纤维素具有更大的反应能力。6⑥水解性a．酸水解

与淀粉(特别是直链淀粉)分子中苷键(α-1,4-苷键)在酸性条件下水解相比，纤维素分子中苷键要稳定的多。后者需要在浓酸(常用浓硫酸或浓盐酸)催化或较高温度条件下，才能与水作用，形成相应的降解产物。其机理可能是纤维素分子构象(见下图)中，前一个吡喃葡萄糖基的1位氧(具孤对电子)与后一个吡喃葡萄糖基4位羟基氢形成分子内氢键缔合，使苷键原子处于相对封闭状态，结果在水解时氢质子不易接近苷键氧原子，需要破坏这部分氢键即在更为激烈的条件才能使纤维素的β-1,4-苷键开裂。纤维素的分子构象及分子链内氢键的形成示意7b.碱水解纤维素对碱在一般情况下是比较稳定的，但在高温下，也会产生碱性水解。2.来源与物理改性(1)来源纤维素是植物纤维的主要组分之一，广泛存在于自然界中，占植物界碳含量的50%以上。全世界年生成量约1000亿吨。。药用纤维素的主要原料来自棉纤维，少数来自木材。棉纤维含纤维素91%以上，木材含纤维素较低，约在40%以上。研究表明，不论是棉花或木材所含的纤维素，其天然状态具有近乎相同的平均聚合度(约10000左右)，经受蒸煮或漂白过程，纤维素的聚合度会显著下降。8(2)纤维素的物理结构改性①纤维素的物理结构改性与粉状纤维素将植物纤维材料纤维浆，用17.5%NaOH(或24%KOH)溶液在20℃处理，不溶解的部分(称α-纤维素)中包括纤维浆中的纤维素与抗碱的半纤维素，用转鼓式干燥器制成片状，再经机械粉碎即得粉状纤维素，又称纤维素絮。粉状纤维素呈白色，无臭，无味，具有纤维素的通性，不同细度的粉末的流动性和堆密度不一，国外有多种商品规格，其大小从35-300μm不等，或呈粒状，在相对湿度为60%时，平衡吸湿量大都在10%以下，特细的规格，吸湿量较大。粉状纤维素的聚合度约为500，相对分子质量约为2.43×105，不含木素、鞣酸和树脂等杂质。粉状纤维素(powderedcellulose)美国、英国、欧洲及日本药典已收载。9②纤维素的物理结构改性与微晶纤维素a.来源与制法植物纤维由千百万微细纤维所组成，在高倍电子显微镜下可见微细纤维存在两种不同结构区域，一是结晶区，另一是无定形区。将结晶度高的纤维经强酸水解除去其中的无定形部分，所得聚合度约为220，相对分子质量约为36000的结晶性纤维即为微晶纤维素。目前，国内外商业微晶纤维素的制法如下：将细纤维所制得的α-纤维素，用2.5mol·L-1盐酸在105℃煮沸15min，除去无定形部分，过滤，结晶用水洗及氨水洗，再经剧烈搅拌分散，喷雾干燥形成粉末状微晶纤维素。这种微晶纤维素广泛用于固体制剂以改善粉体的性能，国外市场上称为PH型微晶纤维素，中国药典(2000年版)二部已收载。10国外市场上还有RC型微晶纤维素，称为胶态纤维素或可分散纤维素，也是把水解后的α-纤维素作为原料，用机械磨碎法破坏天然存在的聚集体，使其成为微细的结晶，为了防止干燥时的再凝聚，常与亲水性分散剂(如含8.5%-11%的羧甲基纤维素钠)一起磨碎，然后干燥制成。b.种类与性能不同的原料和不同的加工工艺，制得的微晶纤维素具有不同的性质和性能，形成了国内外市场上各种商品牌号的微晶纤维素。常见的牌号有Avicel(美国)、KC-W和RC-N(日本)、Solka-Flok(意大利)等。而同一牌号又分为不同的型号，如FMC公司(美国)生产的商品Avicel有PH型和RC型之分。11

PH型Avicel又根据其粒度大小分为PH-101、PH-102和PH-103等，其中PH-101最常用，PH型Avicel具有改善粉体压缩成型性、流动性的作用，且具有良好的混合性和吸附性。

AvicelPH还有一些新的型号，其对于片剂的成形性、崩解性都具有不同程度的提高。PH-102具有PH-101同样的成形性、崩解性，由于平均粒径增大为100μm，流动性得到改善。微晶纤维素是其系列产品的总称。型号和种类繁多的微晶纤维素给药用辅料的选用提供了多样性。12微晶纤维素为高度多孔性颗粒或粉末，呈白色，易流动。不溶于水、稀酸、氢氧化钠液和大多数有机溶剂。具有压缩成型作用、黏合作用和崩解作用。

可压性：微晶纤维素具有高度变形性，可被压制成有一定形状和坚实程度的压缩物，极具可压性。一般以压制的片剂的硬度衡量可压性。吸附性：微晶纤维素具有较大的比表面积，且比表面积随无定形区含量的增高而增大，它可以吸附其他物质如水、油和药物等。一般微晶纤维素可吸收2-3倍量的水，1.2-1.4倍量的油，对药物也有较大的容纳性。微晶纤维素吸水可膨胀，使成型的片剂崩解。13分散性：微晶纤维素在水中经强力搅拌或匀质器作用，易于分散生成奶油般的凝胶体。胶态微晶纤维素因含有亲水性分散剂，在水中能形成稳定的悬浮液，呈白色、不透明的“奶油”或凝胶状。反应性能：与纤维素相似，微晶纤维素不溶于稀酸、有机溶剂和油类，但在稀碱液中少部分溶解，大部分膨化。但与一般纤维素溶解浆相比，尽管微晶纤维素有较高的结晶度，却在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中表现出较高的反应性能，这对于制备化学改性的纤维素衍生物极为有利，可使生产中原材料消耗下降，反应条件温和，经济效益提高。143.纤维素及物理改性纤维素在药物制剂中的应用纤维素主要是经过物理或化学改性形成纤维素衍生物后供药物制剂和其他工业作辅料用。可用作片剂的稀释剂，硬胶囊或散剂的填充剂。在软胶囊剂中可用作降低油性悬浮性内容物的稳定剂，以减轻其沉降作用。也可作口服混悬剂的助悬剂。但不得用作注射剂或吸入剂辅料(因可致肉芽肿)。

微晶纤维素PH型广泛用作口服片剂及胶囊剂的稀释剂和吸附剂，常用浓度为20%-90%，适用于湿性制粒及直接压片；用作崩解剂时的浓度为5%-15%，用作抗黏附剂的浓度为5%-20%。微晶纤维素的另一重要应用是用作药物制剂的缓释材料。15二、纤维素衍生物在历史上，无机酸酯--硝酸纤维素是最早被合成的酯，第一个被应用于生命科学领域的是有机酸酯--醋酸纤维素。纤维素的结构改造一般是按葡萄糖单体中三个羟基的化学反应特性(酯化、醚化、交联和接枝)来分类。在药剂学领域中被应用的纤维素衍生物的结构通式见下图，这些化学改性的纤维素不仅能大大改善药物剂型的加工，而且显著影响药物传递过程。纤维素衍生物的结构通式(R≠H)16影响纤维素衍生物性能的因素①取代基团的性质。纤维素衍生物的性质相当程度上取决于取代基团的极性。②被取代羟基的比例。纤维素酯和醚类化合物一般以取代度(degreeofsubstitute，DS)来表征，DS是指被取代羟基数的平均值。③在重复单元中及聚合物链中取代基的均匀度。④链平均长度及衍生物的分子量分布。不同羟丙基含量的HPMC2208制成的萘普生缓释骨架片对释放速度常数的影响171.醋酸纤维素(1)结构与性质醋酸纤维素(celluloseacetateCA)是部分乙酰化的纤维素，其含乙酸基(CH3CO)29.0%-44.8%(质量比)，即每个结构单元约有1.5-3.0个羟基被乙酰化，其结构式见结构通式(R=CH3CO)。醋酸纤维素混杂的游离醋酸不得超过0.1%。纤维素经醋酸酯化后，分子结构中多了乙酰基，只保留少量羟基，降低了结构的规整性，因此，其耐热性提高，不易燃烧，吸湿性变小，电绝缘性提高。根据取代基的含量不同，其在有机溶剂中的溶解度差异很大，不同类型的醋酸纤维素在药剂学常用的有机溶剂中的溶解度见下表。18醋酸纤维素或二醋酸纤维素比三醋酸纤维素更易溶于有机溶剂。醋酸纤维素的乙酰基含量下降，亲水性增加，水的渗透性增加，三醋酸纤维素含乙酰基量最大，熔点最高，因而限制它与增塑剂的配伍应用，并且也限制了水的渗透性。国产的二醋酸纤维素在25℃、相对湿度95%时，吸水量约10%，熔点在260℃以上(同时分解)。19(2)制备醋酸纤维素系将纯化的纤维素为原料，以硫酸为催化剂，加过量的醋酐，使全部酯化成三醋酸纤维素，然后水解降低乙酰基含量，达到所需酯化度的醋酸纤维素由溶液中沉淀出来，经洗涤、干燥后，得固态产品，其酯化反应式如下。(3)应用

醋酸纤维素和二醋酸纤维素常供药用，缓释和控释包衣材料多用后者。缓释和控释制剂所用的二醋酸纤维素的平均相对分子质量约为50000，为白色疏松小粒、条状物或片状粉末，无毒，不溶于水、乙醇、碱溶液；溶于丙酮、氯仿、醋酸甲酯和二氧六环等有机溶剂，溶液有良好的成膜性能。与同样方法制得的乙基纤维素膜相比更牢固和坚韧。20

三醋酸纤维素具有生物相容性，对皮肤无致敏性，多年来用作肾渗析膜直接与血液接触无生物活性且很安全，在生物pH范围内是稳定的，它几乎可与全部可供医用的辅料配伍，并能用辐射线或环氧乙烷灭菌，近年来，在经皮给药系统中用作微孔骨架材料或微孔膜材料，是透皮吸收制剂的载体。212.纤维醋法酯(1)结构纤维醋法酯(celluloseacetatephthalate，CAP)，又称醋酸纤维素酞酸酯，是部分乙酰化的纤维素的酞酸酯，国产品名纤维醋法酯，含乙酰基17.0%-26.0%，含酞酰基(C5H8O3)30.0%-36.0%，含游离的酞酸不得超过0.6%。其主链化学结构式见结构通式。醋酸纤维素酞酸酯是取代度约为1的醋酸纤维素在稀释剂吡啶中同酞酸酐酯化而成的半酯。(2)性质醋酸纤维素酞酸酯为白色易流动有潮解性的粉末，不溶于水、乙醇、烃类及氯化烃类，可溶于丙酮与丁酮及醚醇混合液，不溶于酸性水溶液，故不会被胃液破坏，但在pH为6.0以上的缓冲液中可溶解，熔点为192℃，CAP吸湿性不大，在25℃，相对湿度60%时的平衡吸湿量为6%-7%，但保存时应避免过多地吸收水分，长期处于高温高湿条件，将发生缓慢水解，从而增加游离酸，并且改变黏度。22(3)应用

醋酸纤维素酞酸酯作为肠溶包衣材料，一般在其中加入酞酸二乙酯作增塑剂，由于使用时需加有机溶剂溶解，溶剂挥发污染环境，造成易燃易爆等不安全因素。国外已开发了CAP的肠溶包衣水分散体，CAP的水分散体和其他有机溶剂溶液相比，具有下列优点：a.粒度在0.2μm左右的水分散体避免了有毒蒸汽对工作人员的伤害作用。b.水分散体的合成过程无单体、抑制剂、引发剂或催化剂残留。c.包衣材料溶液的黏度比同浓度的有机溶剂溶液低得多，用通常的喷雾包衣设备在片面上分布快而均匀。d.包衣好的片剂有更好的抗胃酸及在小肠上端被吸收的作用。e.包衣好的片剂片面美观。233.醋酸纤维素丁酸酯(1)结构与性质

醋酸纤维素丁酸酯(celluloseacetatebutyrate，CAB)是部分乙酰化的纤维素的丁酸酯。

CAB与醋酸纤维素有相似的性质，但熔点比醋酸纤维素低，疏水性强，熔点的高低与乙酰基和丁酰基的比例有关。CAB与三醋酸纤维素不同，可以溶解在丙酮中，吸湿性也较小。(2)来源与制备

CAB的制法与醋酸纤维素相似，其中部分乙酰基为丁酰基所代替。根据其乙酰化、丁酰化的程度，可形成多种产品规格。醋酸纤维素丁酸酯国内外都未收入药典，国外有商品。(3)用途

CAB可作为三醋酸纤维素的代用品。在工业上，它的熔点较低，熔后透明，已用作心电图纸的表层涂料。其在胃液中形成不溶解的成膜聚合物，所成之半透膜仅能透过水分，不能透过离子或药物，故可再在药物制剂中用作半透膜包衣材料。

244.羧甲基纤维素钠及其他盐(1)结构与性质

羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulosesodium，CMCNa)又称纤维素胶(cellulosegum)，视所用纤维素原料不同，CMCNa相对分子质量在9×104-7×105之间，其羧甲基取代度为0.6～0.8。羧甲基纤维素钠为白色纤维状或颗粒状粉末，松密度为0.75g／cm3。易分散于水中成胶体溶液，不溶于乙醚、乙醇、丙酮等有机溶剂，水溶液对热不稳定。本品有吸湿性，在相对温度为80%时，可吸附50%以上的水分，因此影响制成品质量。羧甲基纤维素钠的重要性质有黏度、溶解度和分散度等，这些性质与它的分子量(或聚合度)、取代度和溶解介质的pH值有密切关系。25

交联羧甲基纤维素钠(croscarmellosesodium，CCNa)又称改性纤维素胶，是CMCNa的交联聚合物，一般有两种规格：A型pH=5.0-7.0，取代度为0.60-0.85，氯化钠及乙醇酸钠总量低于0.5％；B型pH=6.0-8.0，取代度为0.63-0.95，氯化钠及乙醇酸钠总量低于1.0％。交联羧甲基纤维素钠，虽然是钠盐，由于分子为交联结构，不溶于水，其粉末流动性好。交联羧甲基纤维素钠具有良好吸水溶胀性，故有助于片剂中药物溶出和崩解。羧甲基纤维素钙(carboxymethylcellulosecalcium,CMCNa)

，其取代度与CMCNa相近，但分子量较低，聚合度在300±100，由于以钙盐存在，在水中不溶，能吸收数倍量的水而膨化。26(2)制备

CMCNa的制法是：将纤维素原料制成碱纤维素，然后放入醚化锅中，用乙醇作反应介质，加一氯醋酸在35~40℃进行醚化，反应液用70％乙醇稀释，加盐酸中和至pH=7-8，过滤，用70％乙醇洗涤，过滤，压干，干燥，粉碎即得，其一取代基化合物制备反应见下式：

交联羧甲基纤维素钠的制法是以食品级的CMCNa为原料，控制一定pH值和温度进行内交联而得。

羧甲基纤维素钙系在生成CMCNa后，用酸处理，除去NaCl和乙醇酸钠，洗去多余的游离酸，与适量的CaCO3反应生成钙盐，然后研磨成粉末制成，共取代度约为1.0。27(3)应用

羧甲基纤维素钠常用为混悬剂的助悬剂，乳剂的稳定剂、增稠剂，凝胶剂，软膏和糊剂的基质，片剂的黏合剂、崩解剂，薄膜包衣材料，水溶性包囊材料，也可用作皮下或肌肉注射的混悬剂的助悬剂，以延长药效。但CMCNa不宜应用于静脉注射，因其易沉着于组织内，静脉注射在动物体内显示有过敏性。在胃中微有中和胃酸作用，可作为黏膜溃疡保护剂。

交联羧甲基纤维素钠的特点是不溶于水而吸水性良好，故可作为片剂的崩解剂，加速药物溶出。由于CMCNa口服易成糊状，且作为片剂的崩解剂性能不好，因此又开发出羧甲基纤维素钙辅料。它能弥补CMCNa的上述不良作用，而且钙盐也适宜需限制钠盐摄取的患者应用。

羧甲基纤维素钙可作为助悬剂、增稠剂，丸剂和片剂的崩解剂(1%-15%)、黏合剂(5%-15%)和分散剂。285.甲基纤维素(1)结构与性质甲基纤维素(methylcellulose，MC)是纤维素的甲基醚，含甲氧基27.5%-31.5%，取代度1.5-2.2，聚合度n为50-1500不等，中国药典(2000年版)二部已收载。甲基纤维素为白色或黄白色纤维状粉末或颗粒，相对密度1.26-1.31，熔点280-300℃，有良好的亲水性，在冷水中膨胀生成澄明及乳白色的黏稠胶体溶液，不溶于热水、饱和盐溶液、醇、醚、丙酮、甲苯和氯仿，溶于冰醋酸或等量混合的醇和氯仿中。甲基纤维素微有吸湿性，在25℃及相对湿度为80%时的平衡吸湿量为23%。甲基纤维素溶液在室温时，在pH=2-12范围内对碱及稀酸稳定。甲基纤维素易霉变，故经常用热压灭菌法灭菌，与常用的防腐剂有配伍禁忌。29(2)制备甲基纤维素是以碱纤维素为原料，与氯甲烷进行醚化而得，反应产物经分离、洗涤和烘干、粉碎，最后得粉状成品，其合成反应式如下：(3)应用甲基纤维素为安全、无毒、可供口服的药用辅料，在肠道内不被吸收，给大鼠注射可引发血管性肾炎及高血压，故不宜用于静脉注射。在药剂产品中，可作为片剂的黏合剂，用于片剂包衣的材料，可用作缓释制剂的骨架，其1%-5%浓度可用作乳膏或凝膏剂的基质等等。306.乙基纤维素

(1)结构与性质

乙基纤维素(ethylcelIulose，EC)是纤维素的乙基醚，取代度为2.25-2.60，相当于乙氧基含量44%-50%。本品已收入中国药典(2000年版)二部。国外商品有中型号(mediumtype)，含乙氧基46.5%以下；标准型号(standardtype)，含乙氧基46.5%以上。乙基纤维素为白色或黄白色粉末及颗粒，松密度为0.4g/cm3。不溶于水、胃肠液、甘油和丙二醇，易溶于氯仿及甲苯，遇乙醇析出白色沉淀。化学性质稳定，耐碱、耐盐溶液。在较高温度、阳光或紫外光下易氧化分解，宜贮藏在避光的密闭容器内，置7-32℃的干燥处，但与其他许多纤维素衍生物相比，EC属于最稳定的。31取代度为2.25-2.60的乙基纤维素在乙醇、甲醇、丙酮和二氯乙烷等有机溶剂中溶解，但不溶于水、甘油和丙二醇。不同取代度的商业乙基纤维素的溶解性质不一，见下表。32(2)制备乙基纤维素是用乙基纤维素专用的棉绒，以高浓度、高温的氢氧化钠浸渍、膨化，其用碱量比一般纤维素醚制备时所用的碱量多，将此生成的碱纤维素压榨，除去过多的氢氧化钠，然后置高压反应釜内加入苯，必要时应追加氢氧化钠碎片，再与氯乙烷反应，将粗乙基纤维素加入结晶罐中，加入水，蒸去苯，析出乙基纤维素结晶，洗去多余的氢氧化钠及副产物氯化钠，洗净，滤过后脱水，烘干而得。它的醚化度可用氯乙醚的用量来控制，其合成反应式如下：33(3)应用

乙基纤维素可用于制备缓释制剂的骨架、控释膜、包衣材料、制备微囊及片剂包衣、制粒。乙基纤维素是一种理想的水不溶性载体材料，适宜作为对水敏感的药物骨架、水不溶性载体、片剂的黏合剂、薄膜材料、微囊囊材和缓释包衣材料等。在乳膏剂、洗剂或凝膏剂中应用适当溶剂，乙基纤维素可作为增稠剂。乙基纤维素与很多增塑剂，如酞酸二乙酯、酞酸二丁酯、矿物油、植物油、十八醇等，有良好的相容性。347.羟乙基纤维素(1)结构与性质

羟乙基纤维素(hydroxyethylCellulose，HEC)是纤维素的部分羟乙基醚。羟乙基纤维素为淡黄色到乳白色粉末，具潮解性，相对密度为0.35-0.61，软化点为134-140℃，205℃时分解。市售产品含水量应在5%以下，但由于本品具有潮解性，故贮藏条件不同，含水量不同。羟乙基纤维素溶于热水或冷水中，可形成澄明、均匀的溶液，但不溶于丙酮、乙醇和乙醇等有机溶剂，本品与HPC、HPMC不同点表现在：即使其水溶液加热，也不形成凝胶，与表面活性剂相容性良好。35(2)制法

将纯净纤维素与氢氧化钠反应制成碱纤维素，然后与环氧乙烷反应而得醚化物。反应时应加挥发性的有机溶剂，以便热转移及利于搅拌，用不溶性的有机溶剂和水洗涤，除去反应生成的副产物，经干燥、粉碎成细粉，市售商品加有少量的防结块剂。

HEC根据分子量的大小和取代基的多寡，有不同型号，其一取代物代表性反应式为36(3)应用

羟乙基纤维素无毒，无刺激性，大鼠口服不经胃肠道吸收，但由于其合成过程中有较多量的乙二醇残余物，故目前不被批准供食品用，但FDA已列为眼科制剂、口服糖浆和片剂、耳科及局部外用的辅料。本品在药剂学中用于眼科和外用制剂的增稠剂，片剂的黏合剂及薄膜包衣剂。378.羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素(1)结构与性质羟丙基纤维素(hydroxypropylcellulose，HPC)是纤维素的部分的聚羟丙基醚，含羟丙基的量为53.4%-77.8%，相对分子质量在5×104-1.25×106不等，

HPC为灰白色的粉末，松密度约为0.5g／cm3，溶于温度低于40℃的水中，而不溶于50℃以上的水中，但能在热水中溶胀，加热胶化，在40-45℃时形成絮状膨化物，放冷可复原。可溶于多种极性有机溶剂，如甲醇(1：2)、乙醇、丙二醇、异丙醇(95％)、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺。HPC的干品虽有潮解性，但其粉末很稳定。

L-HPC的突出特点是在水和有机溶剂中不溶，但在水中可溶胀。其溶胀性随取代基的增加而提高。L-HPC粉末有很大的表面积和孔隙度，可加速吸湿速度，增加溶胀性，用作片剂辅料时，使片剂易于崩解。38(2)制备

HPC系以碱纤维素为原料，在高温与高压条件下与环氧丙烷醚化而成。利用其不溶于温热水的特性，将副产物丙二醇洗去，但它在水中膨化，洗涤效率较低。在醚化作用时，羟丙基可以取代几乎所有的仲羟基，侧链上的伯羟基被取代后形成新的仲羟基，可以进一步与环氧丙烷反应。因此，侧链上有可能存在不止1mol取代的环氧丙烷。

HPC根据分子量的大小和取代基的多寡，有不同型号，其中一个取代基的化合物代表性的合成反应式：39(3)应用

HPC口服无毒，在药物制剂中，广泛用作黏合剂和成粒剂以及薄膜包衣材料，加上硬脂酸或软脂酸可作增塑剂。此外，还可作为胃内滞留片的骨架材料和辅料、混悬剂的增稠剂和保护胶体，也常用于透皮贴剂。

L-HPC是一种较新型的片剂辅料，在作为崩解剂的同时，还可以提高片剂的硬度，其崩解后的颗粒也较细，因此有利于药物的溶出。409.羟丙基甲基纤维素(1)结构、种类与性质羟丙甲纤维素(hydroxypropylmethylcellulose，HPMC)是纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚，中国药典(2000年版)二部收载的品种，其取代基相当于USP收载的HPMC2208型号(见下表)。

HPMC根据其成品中甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，可得到在性能上有所区别的各个品种。美国药典收载4种规格型号，它们的取代基含量见上表。在HPMC的末尾标上4位数即表示各种型号的标号，分别表示不同取代基的百分含量范围的中值，前两位数表示甲氧基含量，后两位数表示羟丙基含量。41

HPMC是一种经环氧丙烷改性的甲基纤维素，故它具有与甲基纤维素相类似的冷水溶解和热水不溶的特性。HPMC能溶于甲醇和乙醇溶液中，也能溶于氯代烃如二氯甲烷、三氯甲烷以及丙酮异丙醇和双丙酮醇等有机溶剂中。HPMC不溶于乙醇、乙酸及氯仿，但溶于10％-80％的乙醇溶液或甲醇与二氯甲烷的混合液；某些型号溶于水、丙酮或二氯甲烷与异丙醇的混合液。同一产品的黏度，随着浓度增加而提高。同样浓度的不同分子量产品，分子量大的产品则黏度大。它的溶液贮存于室温下是稳定的，除酶降解可能性外，黏度无任何降解现象。

HPMC有一定的吸湿性，在25℃及相对湿度80％时，平衡吸湿量约为13％，HPMC在干燥环境非常稳定，溶液在pH=3.0-11.0时也很稳定。42(2)制备

HPMC的制法与甲基纤维素、乙基纤维素相似，系以棉绒为原料生产，生产过程主要包括棉绒碱处理、羟丙基化、甲基化等三步反应。通常用50％NaOH处理棉绒，得到纤维素钠，用环氧丙烷进行羟丙基化，而甲基化一般都用一氯甲烷。其合成反应式如下所示。目前HPMC的生产方法根据操作程序的不同分为一步醚化法和分步醚化法两类。43①一步醚化法

将50％NaOH水溶液喷洒在粉末状棉绒上，并加热到85℃，加入环氧丙烷、一氯甲烷，继续加热，直到反应进行完全，得到羟丙基甲基纤维素的甲基取代度为17.0％，羟丙基取代度为24.8％。②分步醚化法首先使粉末状棉绒与环