9第四章药用天然高分子材料3ppt第七章医用高分

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第四章药用天然高分子材料

第四章药用天然高分子材料
4.4.1 纤维素酯类
(一)醋酸纤维素 纤维素的醋酸酯是在50℃用硫酸作cat,在冰
醋酸或CH2Cl2溶液中,用醋酸酐来乙酰化而制造 的。在温和的条件下,仅能得到完全乙酰化和未乙 酰化分子的混合物。
在酯化之前,撕碎的纤维素用30 -40%的醋 酸溶胀2-3h,此时由于反应放热,温度升至50℃。 在乙酰化中,伯羟基首先被硫酸酯化,然后硫酸酯 转化成醋酸酯。此时仲乙酰基才开始转化。
由细纤维所制得的α-纤维素,用25mol盐 酸在105℃煮沸15min,去无定形部分,过滤, 用水洗及氨水洗,余下的结晶部分,经剧烈搅 拌分散,喷雾干燥形成粉末。
压缩成型作用 具有 粘合作用
崩解作用 P92 应用
第四章药用天然高分子材料
4.3 纤维素衍生物概述
4.3.1 药用纤维素衍生物的化学类别
4.1.3 预胶化淀粉
淀粉经物理或化学改性,有水存在下,淀粉粒全部或部分 破坏的产物。
有许多优良特点。P87
4.1.4 羧甲基淀粉钠
α-葡萄糖的羧甲基醚,取代度为0.5。 广泛用作片剂和胶囊剂的崩解剂,崩解时间短。
第四章药用天然高分子材料
4.2 纤维素
定义:在不同的学科中“纤维素”这一名字有不同的含义。 植物学用来命名植物细胞壁的主要组分(1847年,Payen) 纤维工艺学上把纤维素理解为一种材料,可用某些化学方法从少数的植物中
P 93 -94,酯类:醋酸纤维素、CAP、CAB 醚类:MC、EC、HPC、HEC、HPMC、CMCNa、CMCCa 醚酯类:HPMCP、HPMCAS
4.3.2 化学结构类型与应用性质
(一)取代基团性质:非极性疏水基团、强极性基团 (二)被取代羟基比例 :
P95 表4-2 DS为1.27的甲基纤维素的确定 (三)取代基的均匀度 (四)链平均长度及衍生物的分子量分布

第4章药用天然高分子材料

第4章药用天然高分子材料

其他淀粉衍生物
• 交联淀粉 –淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂如环氧 氯丙烷和甲醛等交联剂作用,使不同淀粉分子的 羟基间联结在一起,所得衍生物称为交联淀粉。 用于食品工业增稠剂,纺织工业上浆剂和医药工 业外科乳胶手套的润滑剂及赋形剂。 • 淀粉酯(与相应纤维素衍生物的结构类似) –乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫 酸酯、硝酸酯等。 • 淀粉醚(与相应纤维素衍生物的结构类似) –羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等。
末状,这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多
醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。
③氢键
不同淀粉的含水量存在差异,这是由于淀粉 分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致, 例如:玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉
分子中能够与水分子形成缔合氢键的游离羟基数
目相对较少,因而含水量较低。
1.形态与物理常数
• 淀粉组成:直链淀粉约占20%-25%,支链淀粉约占 75%-85%,与植物种类、品种、生长时期相关 • 淀粉改性
–淀粉中葡萄糖单元的醇基:仲醇、伯醇、缩醛羟基,与一
般醇类(如甲醇,乙醇)一样能进行酯化或醚化反应 –将淀粉改性为:醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯、琥珀酸酯、 油酸酯,甲基丙烯酸酯和乙基醚,氰乙基醚,羟丙基醚 等衍生物
崩解剂、黏合剂、助流剂,崩解剂。用量在 3%-15%,黏合剂用量在5%-25%。 淀粉由直链与支链构成的聚集体,直链淀 粉分散于支链网孔中,支链遇水膨胀以及直链 脱离促进淀粉崩解发生。
(二)氧化淀粉
用次氯酸盐或过氧化氢等氧化剂使淀粉氧 化。 氧化淀粉主要用于造纸工业的施胶剂,包 装工业的纸箱胶黏剂,纺织工业的上浆剂和食 品工业的增稠剂等。
直链淀粉
CH2OH O HO OH O
O

第四章药用天然高分子材料3ppt第七章医用高分

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(六)羟丙甲纤维素(HPMC)
是纤维素的部分甲基和部分聚羟丙基醚
1、结构
甲基取代度为1.0~2.0,羟丙基平均取代摩尔数 为0.1~0.34
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2、性质
(1)溶解性:是一种经环氧丙烷改性的甲基纤维素 冷水溶解、热水不溶,具热致凝胶性。
能溶于甲醇和乙醇溶液、氯代烃、丙酮等,它在有机溶剂中 的溶解性优于水溶性。
二、纤维素醚类
(一)羧甲基纤维素钠 (Carboxymethylcellulose Sodium)、交联CMCNa、CMCCa 1、制法
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2、性质
(1)溶解性: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。有吸湿 性。
(2)稳定性:吸湿性不大,但高温高湿易水解。
(3)安全性:口服毒性低,体内不代谢,对耳、粘 膜及呼吸道有刺激性。 CAP 具有急性化学腐蚀作 用,严重者可以造成栓塞后动脉瘤模型的破裂。
(4)具有抗HIV活性和抗疱疹病毒作用
3、应用:肠溶包衣材料(制成水分散体)、缓 释材料。
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对水敏感的药物骨架、水不溶性载体、片剂的粘 合剂、薄膜材料、微囊囊材和缓释包衣材料等。
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(四)羟乙基纤维素(Hydroxyethyl Cellulose) 1、制法
2、性质 (1)溶解性:全溶于冷水、热水、弱酸、弱碱、强 酸、强碱,不溶于大部分有机溶剂(可溶于二甲基 亚砜、二甲基甲酰胺),在二醇类极性有机溶剂中 能膨化或部分溶解。
交联CMCNa:不溶于水,粉末流动性好。 良好吸水溶胀性,有助于片剂中药物溶 出和崩解。 CMCCa:取代度与CMCNa相近,但分子量 低,不溶于水,易吸水膨化。

药用天然高分子材料

药用天然高分子材料

多糖及其衍生物
➢ 淀粉及其衍生物__淀粉
✓ 淀粉的结构与性质__淀粉的结构 • 一级结构:单体
a-D-吡喃葡萄糖
➢ 淀粉及其衍生物__淀粉
✓ 淀粉的结构与性质__淀粉的结构 • 一级结构:键接方式 I
还原端
n
- nH2O

直链淀粉:由a-D-吡喃葡萄糖通过1,4-糖苷键连 接成的聚合物分子。直链淀粉含有一个还原端(半 缩醛)。
✓ 按照其化学组成和结构单元:
• 植物源; • 动物源; • 藻类等微生物源
✓ 按照加工制备方法来:
• 天然高分子; • 生物发酵或酶催化合成的高分子; • 天然高分子衍生物三大类
概述
➢ 天然药用高分子材料的特点:
✓ 基本性能:作为传统的填充辅料而言,天然药用高分子材料一般具有性能稳定、 成膜性好、价格低廉等特点;
➢ 淀粉及其衍生物__淀粉
✓ 淀粉的结构与性质__淀粉的结构
• 二级结构:支链淀粉
※ 聚合度约105-106,分子 量约数千万至上亿。呈 树枝状分支结构。主链 ,支链均成不同程度, 长短不一的螺旋。流体 力学半径仅为20-75 nm 左右,呈现高密度线团 构象。
➢ 淀粉及其衍生物__淀粉
✓ 淀粉的结构与性质__淀粉的结构 • 三级结构(聚集态结构)__淀粉粒
➢ 淀粉及其衍生物__淀粉
✓ 淀粉的结构与性质__淀粉的性质
• 一般物性
※ 淀粉的糊化:
* 糊化:在过量水中,淀粉加热至60~80℃时,颗粒可逆地吸水膨胀,至某一温 度时,颗粒突然大量膨化、破裂,晶体结构消失,最终变成粘稠的糊,这种现 象称为淀粉的糊化,发生糊化所需的温度称为糊化温度。
* 糊化过程的本质:糊化 的本质是高分子的溶胀 溶解现象——先溶胀后 溶解,加热破坏结晶。

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第四章药用天然高分子材料1ppt第 七章医用高分
支链淀粉
C H 2O H
HO HO
CH2OH O
O HO
1
OH
O
1
OH
O
6
4 CH2
O HO
-1,4-苷键
-1,6苷键
O
OH O
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支链淀粉构象示意图 第四章药用天然高分子材料1ppt第 七章医用高分
(三)、淀粉的性质
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影响老化的因素 1) 温度 2~4 ℃,淀粉易老化;>60或<-20,不易老化; 2) 含水量 含水量30%~60%,易老化;含水量过低或过高, 均不易老化; 3) 结构 直链淀粉易老化;聚合度中等的淀粉易老化;
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老化作用的防止与利用
❖ 在生产上为了防止淀粉的老化作用,采用高温糊 化,同时进行激烈搅拌,使淀粉分子充分分散, 但必须严格控制加热时间及搅拌条件,使淀粉糊 液保持一定的粘度。
❖ 淀粉发生凝沉作用,可使食品品质下降,但有时 也可利用淀粉的凝沉作用制造各类制品,如我国 粉丝的制造,就是利用含直链淀粉高的淀粉(如 绿豆、豌豆等),通过糊化、凝沉、干燥等步骤 制成。
应用:
环糊精为中空圆柱形结构,可包埋与其大 小相适的客体分子,起到稳定缓释,提高溶解 度,掩盖异味的作用。
如苄基青霉素- 环糊精包合物。
用作相转移催化剂;分离旋光异构体; 增加反应的立体选择性与区域选择性被用于有 机合成中;
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形成主客体包合物,使环糊精具有一定的选择识别 能力;

药用天然高分子

药用天然高分子

热凝胶化和昙点
热凝胶化和昙点是水溶性非离子型纤维素衍生 物的重要特征,这种特征表现为为聚合物溶解 度不随温度升高而升高。将聚合物溶液加热, 当其高过低临界溶液温度时,聚合物能从溶液 中分离出来,此时称为昙点。
液晶的形成
(一)醋酸纤维素
结构与性质
–醋酸纤维素(CA)是部分乙酰化的纤维素,含乙 酰基(CH3CO)29%~48%。
a.具有良好的黏合性、可压性、促进崩解和溶出性能,且其崩 解作用不受崩解液PH的影响;
b.改善药物溶出作用,有利于生物利用度的提高;
c.改善成粒性能,加水后有适度黏着性,故适于流化床制料, 高速搅拌制粒,并有利于粒度均匀,成粒容易。
值得注意的是,采用预胶化淀粉作为直接压片的干 燥黏合剂,应尽量不用或少用(用量不可超过0.5%) 硬脂酸镁为润滑剂,以免产生软化效应,影响片剂 的硬度。
四、羧甲基淀粉钠(CMS-Na)
1、来源与制法
又称为乙醇酸钠淀粉,为聚α-葡萄糖的羧甲基醚。 含钠量低于10%,取代度为0.5。系由淀粉在碱存在 下与一氯醋酸作用制得。
2、性质 CMS-Na能分散于水,不溶于其他有 机溶剂。具有较强的吸水性及吸水膨胀性,在 水中的体积能膨胀300倍。 3、应用
–醋酸纤维素与纤维素相比,耐热性提高,不易燃烧, 吸湿性变小,电绝缘性提高。
–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 含量最高,熔点最高,限制了水的渗透。
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。二醋酸纤维素不溶于水、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。

《药用高分子材料学》ppt课件

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它们具有不同的水蒸气透过性,以下按每25um厚的膜,24h水

蒸气的透过量(g/100cm2)的大小顺序列出:聚乙烯醇,聚氨酯,

乙基纤维素,醋酸纤维素 ,醋酸纤维素丁酸酯,流延法制的聚氯乙

烯,挤出法制的聚氯乙烯 , 聚碳酸酯,聚氟乙烯,乙烯/醋酸乙烯

共聚物,聚酯,聚乙烯涂层的赛璐玢,聚偏二氯乙烯,聚乙烯,乙
1930年高分子被承任至今。
5
厚德 明志 笃学 力行
绪论
人类的远古时代,在谋求生存和与疾病
斗争的过程中,广泛地利用天然的动植物来 源的高分子材料,如阿胶的生产原料驴皮就 是天然高分子材料。明朝大医药家李时珍在
概 《本草纲目》中说:“阿胶,本经上品,弘
景曰:‘出东阿,故名阿胶’”。东阿县做为 阿胶发祥地,利用天然高分子生产阿胶已有 两千多年的悠久历史。
17
厚德 明志 笃学 力行
绪论
本课程的目的:

使学生了解高分子材料学的最基本理论和药剂学中常用的高分子

材料的结构,物理化学性质,性能及用途,并能初步应用这些基本 知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制
程 剂中的应用。
的 目
1.高分子材料的一般知识;合成
反应及化学反应;高分子材料的化
面向21世纪课程教材
《药用高分子材料学》
中国医药科技出版社
1
厚德 明志 笃学 力行
发展和教学需要,于20世纪90年代在我国建
立起来《的药一门用崭高新的分学科子。材它的料产学生和》发展
得到国家医药行政部门的极大重视。药用高
分子材料学、生物药剂学、物理药学、制剂

工程学是现代药剂学的主要基础专业。多种

《药用高分子材料》PPT课件

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• 分子量差异大,可有液态、半固体和固体状 态三种,常用的有PEG200、 PEG400、 PEG6000等。
• 用途:注射剂溶剂、软膏/栓剂基质、固体 分散体载体、包衣增塑剂/致孔剂/打光剂、 黏合剂、润滑剂
8、polylactic acid; PLA
H3C O H-[ O-C-C ]n-OH
H • 乳酸或丙交酯聚合物,可生物降解,
虽然高分子的链结构对高分子材料有显著影响,但由于聚合 物是有许多高分子链聚集而成,有时即使相同链结构的同一种聚 合物,在不同加工成型条件下,也会产生不同的聚集态,所得制 品的性能也会截然不同。
聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比 高分子链结构更直接、更重要。
研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系,对选择合适 的加工成型条件、改进材料的性能,制备具有预期性能的聚合 物材料具有重要意义。
羟丙甲基纤维素 HPMC
• 非离子型纤维素醚,白色或类白色纤维状或 颗粒状粉末,无臭,在无水乙醇、乙醚、丙 酮中几乎不溶,在冷水中溶胀成澄清或微浑 浊的胶体溶液。
• 用途:凝胶型缓释骨架片基质、薄膜包衣成 膜剂(2-10%),也用作片剂制粒粘合剂(2-5%), 滴眼剂和人造泪液的增稠剂(0.45-1.0%)等
《药用高分子材料》PPT 课件
其了 在解 药常 剂用 中高 的分 应子 用材
料 的 性 质 及
Learning Objectives
• •
和熟 应悉 用药 性用 能高 ;分
子 材 料 结 构 特 征
吃、穿、主、用、行
高分子化合物 Macromolecules
• 定义:由许多结构简单的单体以共价 键连接而成的分子量在10,000以上的一 类链状或网状化合物。
• 6、Ethylene
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1、结构
含乙酰基17~26%,含酞酰基30~36%。
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
(1)溶解性:白色易流动有潮解性的粉末,不溶于酸 性水溶液,而可以在pH6.0以上的缓冲液中溶解,溶 于丙酮及与乙醇或甲醇的混合溶剂系统,
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(2)稳定性:吸湿性不大,但高温高湿易水解。
(四)羟乙基纤维素(Hydroxyethyl Cellulose)
1、制法
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH + nCH2CH2 O
2、性质
[C6H7O2(OH)2(OCH2CH2OH)]n
(1)溶解性:全溶于冷水、热水、弱酸、弱碱、强 酸、强碱,不溶于大部分有机溶剂(可溶于二甲基 亚砜、二甲基甲酰胺),在二醇类极性有机溶剂中 能膨化或部分溶解。
(2)溶解性:不溶于水、胃肠液、甘油和丙二醇。
乙氧基含量<46.5%,易溶于氯仿、乙酸甲酯、四 氢呋喃等。
乙氧基含量>46.5%,易溶于乙醇、氯仿、乙酸乙 酯、甲醇、甲苯等。
(3)稳定性:耐碱、耐盐,短时间内耐稀酸, 高温及日照下易氧化降解。
3、应用
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、片剂的粘 合剂、薄膜材料、微囊囊材和缓释包衣材料等。
②安全性:无生物活性,有生物相容性。
③其它:在生物pH范围内稳定,无配伍禁忌。耐热 性提高,不易燃烧,电绝缘性提高。
(3)应用:肾渗析膜、透皮吸收剂(三醋酸纤维素), 缓释制剂及包衣(二醋酸纤维素)。
二醋酸纤维素薄膜具半渗透性,可阻止溶液中水 分子以外的物质的渗透,是制备渗透泵片剂包衣的 主要材料
(二)纤维醋法酯(Cellulose Acetate Phthalate)
2、性质
(1)溶解性: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。有吸湿 性。
水中溶解度与取代度有关,0.5~2时可溶,一般 0.7左右。
(2)粘度:取代后,纤维素原有的结晶结构被破坏, 并因钠盐的强烈亲水性而极易溶于水,水溶液具粘 性。pH>10或pH<5粘度急剧下降,pH<2,沉 淀出现。取代度>0.8,耐酸和耐盐性好。 (3)分散度: 粒度对分散性和溶解性有影响
HPC羟丙基含量为53.4~77.8%,L-HPC含量为 5~16%
2、性质
(1)溶解性:HPC可溶于甲醇、乙醇、丙二醇、异 丙醇、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺,高粘度型号 溶解性较差。
交联CMCNa:不溶于水,粉末流动性好。 良好吸水溶胀性,有助于片剂中药物溶 出和崩解。 CMCCa:取代度与CMCNa相近,但分子量 低,不溶于水,易吸水膨化。
3、应用
CMCNa:助悬剂、稳定剂、增稠剂、粘合剂、崩解剂、 缓释材料、薄膜包衣材料。皮下或肌肉注射混悬剂的助悬 剂,但不宜静脉注射。膨胀性通便药,粘膜溃疡保护剂。
(二)甲基纤维素(Methyl Cellulose) 1、制法
H OR
CH2OR
O
H OR H
HO H
O
H HO
O
OR H H
CH2OR
H OR n
R=-H或-CH3
2、性质
(1)含甲氧基27.5~31.5%,取代度1.5~2.2,聚合 度50~1500。
(2)白色至黄白色粉末或颗粒,相对密度 1.26~1.31,熔点280~300。
也用做纺织浆料、造纸增强剂和油田钻井泥浆处理剂
羧甲基纤维素是惰性粘合剂和增稠剂,用于调节和改善很 多食品(果冻、糊馅、可涂抹的干酪、色拉调味汁、饼馅、 糖霜)的质地。
交联CMCNa:良好崩解剂 CMCCa:由于CMCNa口服易成糊状,且作为甭借剂型性 能不好。 助悬剂、增稠剂、崩解剂、粘合剂、分散剂 也适用于限制钠盐摄取的患者使用。
第四节 药用纤维素衍生物各论 一、纤维素酯类
(一)醋酸纤维素(Cellulose Acetate)
(1)制备
HOH2C HO
O
+ 3n(CH3CO)2 H2SO4
OH
n
H3COCOH2C
O
H3COCO
OCOCH3 n
纤维素三硝酸酯
+ 3nCH3COOH
(2)性质
①溶解性:不溶于水,可溶于某些有机溶剂,吸湿 性小。水的渗透性及在有机溶剂中的溶解性随取代 度增加而减小。
(6)安全性:安全、无毒,可供口服,不宜静脉注 射。
3、应用
粘合剂、助悬剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂、 缓释制剂。
(三)乙基纤维素(Ethyl Cellulose)
1、制法
H OR
CH2OR
O
H OR H
HO H
O
H HO
O
OR H H
CH2OR
H OR n
R=-H或-CH2CH3
2、性质
(1)一般物性:白色或黄白色粉末及颗粒,无臭、 无味。
(2)相溶性:在溶液中与多数水溶性树脂及无机盐 溶液可混用形成清澈、均匀、高粘度溶液。
(3)粘度:粘度随浓度增加而很快增加,随温度增 加会下降。冷却至原来温度,溶液又恢复原来的 粘度。pH为2~12时稳定,否则,粘度会下降。
(4)成膜性:溶液能制成无色、透明的膜。
3、应用
眼科制剂、耳科及局部外用的辅料。
(3)安全性:口服毒性低,体内不代谢,对耳、粘 膜及呼吸道有刺激性。 CAP 具有急性化学腐蚀作 用,严重者可以造成栓塞后动脉瘤模型的破裂。
(4)具有抗HIV活性和抗疱疹病毒作用
3、应用:肠溶包衣材料(制成水分散体)、缓 释材料。
二、纤维素醚类
(一)羧甲基纤维素钠 (Carboxymethylcellulose Sodium)、交联CMCNa、CMCCa 1、制法
(3)溶解性:不溶于热水、饱和盐溶液、醇、醚、 丙酮、甲苯、氯仿;溶于冰醋酸或等量混和的醇 和氯仿中。冷水中的溶解度与取代度有关,取代 度为2时最易溶。微有吸湿性。
(4)粘度:温度升高,初始粘度下降,再加热反易胶 化;取代度增加,胶化温度降低。
(5)稳定性:室温时,pH在2-12间稳定;易霉变,常 用热压灭菌法灭菌,与常用的防腐剂有配伍禁忌。
作为药物和食品的粘结剂、成膜剂、增稠剂、 悬浮剂和稳定剂,对药物有微粒包封作用,从而 使药粒起缓释作用。
(五)羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素 (HPC,L-HPC)
与甲基纤维素有类似溶解性质和特点.
1、制法
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH +nCH3 CH CH2 O
[C6H7O2(OH)2(OCH2CHOH)] n CH3
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