Titelaufnahme

Titel
Chemische Modifikationen von Chitosan / vorgelegt von Alejandra Sánchez Borque
Verfasser/ VerfasserinSánchez Borque, Alejandra
Begutachter / BegutachterinDworczak Renate
Erschienen2009
Umfang57 Bl. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2009
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Chitosan / Modifizierung
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-15755 Persistent Identifier (URN)
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Chemische Modifikationen von Chitosan [1.02 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Chitin ist weit verbreitet als Gerüstsubstanz in Pilzen, als Exoskelett von Insekten und vor allem von Krustentieren. Dieses Biopolymer besteht hauptsächlich aus N-Acetylglucosamin. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Chitosan durch chemische Modifikation für weitere Anwendungen nutzbar zu machen. Das wichtigste Umwandlungsprodukt ist Chitosan. Die Aufgabe umfasste die Deacetylierung von Chitin zu Chitosan, die Hydrolyse von Chitosan zu Chitosan-Oligosacchariden (COS), die Kondensation von COS mit Aminen, die Kondensation von Chitosan mit Aldehyden, sowie die Sulfonierung von Chitosan. Chitin wurde in NaOH unter N2-Atmosphäre deacetyliert. Die erhaltenen Chitosane hatten, nach Titration und NMR-Bestimmung, einen Deacetylierungsgrad bis 99%, die teilweise Depolymerisation wurde durch Viskosimetrie charakterisiert. Die Hydrolysereaktionen von Chitosan zu Oligosacchariden wurden teils mit NaNO2 durchgeführt, was durch oxidative Wirkung Aldehyd-Endgruppen ergab, vorwiegend aber mit HCl. Die erhaltenen COS wurden durch IR, NMR und Viskosimetrie charakterisiert. Die Kondesationsreaktionen von COS mit Aldehyd-Endgruppe und Aminen (2,4- Dinitrophenylhydrazin, Aminopyridin) mit anschließender Reduktion durch Natriumborhydrid wurden nicht weiter verfolgt. An den Aminogruppen von COS wurden Kondesationsreaktionen mit Aldehyden (3,5 und 6 Kohlenstoffen, zwei Aromaten und Triethylenglykolaldehyd-monomethylether) durchgeführt. Die Imino-Chitosane wurden mit Natriumcyanoborhydrid reduziert. Der Substitutionsgrad wurden durch IR und, soweit löslich, durch NMR charakterisiert. Bei den Sulfonierungs-Reaktionen war es wichtig, die Aminogruppen, durch Kupfer-Komplexierung zu schützten. Mit Schwefeltrioxid-Pyridin in DMF wurde das Sulfochitosan (C-6 Position) hergestellt und durch IR charakterisiert; der Schwefelgehalt wurde nach Aufschluss durch ICM-MS bestimmt. Die erhaltenen Produkte erweitern die Reihe der Chitosan-Derivate, die für mögliche Anwendungen zur Verfügung stehen.

Zusammenfassung (Englisch)

Chitin is a widely spread structural substance in fungi, in the exoskeleton of insects and especially in crustaceae. This biopolymer mainly consists of N-acetyl-glucosamine. The aim of this thesis was to perform chemical modifications for various further applications. Most pathways start with chitosan which yields from chitin. The task was to perform the necessary hydrolizations and syntheses: Deacetylation of chitin to chitosan, hydrolization of chitosan to chito-oligosaccharides (COS), the condensation of chitosan with amines and aldehydes as well as the sulfonation of chitosan. Chitin was deacetylated in NaOH under N2 atmosphere. The resulting chitosan samples showed a degree of deacetylation up to 99%, determined by titration and NMR; some depolymerisation was indicated via viscosity measurements. The hydrolyzation of chitosan to oligo saccharides was performed on the one hand with NaNO2, which led to aldehyde end groups; on the other hand with HCl. The Products were characterized with IR, NMR and viscosity measurements. A few condensation reactions of COS with aldehyde end groups were performed with amines (2,4- dinitrophenylhydrazine, aminopyridine), followed by reduction with NaBH4. Further investigations in this direction were not performed. Various well defined products yielded the condensation reaction of amino groups from COS with aldehydes (3,5 and 6 carbon, two aromatics; as well as triethylenglykolaldehyd-monomethylether), followed by a reduction reaction with NaBH3CN. The resulting samples and their degree of substitution were characterized by IR, also by NMR for the soluble ones. In order to perform the sulfonation reactions it is important to protect the amino groups with copper complex. Hereafter SO3-pyridine in DMF was applied. It was characterized by IR, the sulfur content was determined by means if ICP-MS. These reported products join the collection of chitosan derivatives for possible applications.