CHITOSAN: STRUCTUUR, PRODUCTIE, EIGENSCHAPPEN - CHEMIE - 2024

De chitosan of chitosan is een polysaccharide dat wordt verkregen door de deacetylering van chitine. Chitine is een polysaccharide dat deel uitmaakt van de celwanden van zygomyceet-schimmels, van het exoskelet van geleedpotigen, van de keta's van ringwormen en van de perisarken van cnidarians; Om deze reden stond chitine vroeger bekend als een tuniek.

Chitine en chitosan zijn complementaire verbindingen: om chitosan te verkrijgen, moet chitine aanwezig zijn. Dit laatste kan ook worden gevormd door de combinatie van parelmoer, conchioline, aragoniet en calciumcarbonaat. Het is na cellulose het belangrijkste polymeer; Bovendien is het biocompatibel, biologisch afbreekbaar en niet giftig.

Chitosan is een verbinding die belangrijk is in de landbouwindustrie, in de geneeskunde, in cosmetica, in de farmaceutische industrie, in waterbehandelingen en in het coaten van metalen voor orthopedische doeleinden. Het is schimmelwerend, antibacterieel, antioxidant en is een goede receptor voor metalen, vooral op metallurgische stortplaatsen.

Structuur

Chitan wordt verkregen wanneer het chitinemolecuul volledig is gedeacetyleerd. Aan de andere kant blijft chitosan over met één acetylgroep per eenheid om te repliceren.

Het verkrijgen van

Om chitosan te verkrijgen is het nodig om eerst chitine te verkrijgen. Daarna wordt het gedeacetyleerd (het acetylmolecuul dat het in zijn structuur heeft wordt verwijderd), zodat alleen de aminogroep overblijft.

Het proces begint met het verkrijgen van de grondstof, het exoskelet van schaaldieren, vooral garnalen en garnalen.

Wassen en drogen

Er wordt een wasbehandeling uitgevoerd om alle onzuiverheden, zoals zout- en mineraalresten die in het exoskelet van de soort kunnen zijn ingebed, te verwijderen. Het materiaal wordt goed gedroogd en vervolgens vermalen tot vlokken van ongeveer 1 mm.

Depigmentatie

Vervolgens komt het depigmentatieproces. Deze procedure is optioneel en wordt uitgevoerd met aceton (organisch oplosmiddel waarin chitosan onoplosbaar is), met xyleen, ethanol of met waterstofperoxide.

Decarbonisatie en deproteïnisatie

Het vorige proces wordt gevolgd door het proces van koolstofarm maken; waarin HCl wordt gebruikt. Zodra dit proces is voltooid, wordt de deproteïnisatie voortgezet, wat wordt gedaan in een basismedium met behulp van NaOH. Het wordt met veel water gewassen en uiteindelijk gefilterd.

De verkregen verbinding is chitine. Deze wordt 3 uur behandeld met 50% NaOH bij een temperatuur van circa 110 ° C.

Met dit proces kan de acetylgroep uit de chitinestructuur worden verwijderd, zodat chitosan kan worden verkregen. Om te worden verpakt, wordt dehydratatie en vermaling uitgevoerd totdat het deeltje een grootte van 250 µm heeft verkregen.

Verschijning van chitine en chitosan na het productieproces

Eigendommen

- Chitosan is een stof die onoplosbaar is in water.

- De geschatte molecuulgewicht 1.26 * 10 ⁵ g / mol polymeer, verkregen door de werkwijze viscometer.

- Het heeft chemische eigenschappen die het geschikt maken voor verschillende biomedische toepassingen.

- Het is een lineair polyamide.

- Het heeft aminogroepen –NH ₂ en hydroxylgroepen –OH reactief.

- Heeft chelerende eigenschappen voor veel overgangsmetaalionen.

- Met melkzuur en azijnzuur was het mogelijk om zeer strakke chitosanfilms te vormen waarin via het infraroodspectrum (IR) geen variatie werd waargenomen in de chemische structuur van chitosan. Bij gebruik van mierenzuur konden echter variaties in de structuur worden waargenomen.

Waar is het voor?

In analytische chemie

- Gebruikt bij chromatografie, als ionenwisselaar en om zware metaalionen te absorberen

- Het wordt gebruikt bij de productie van puntelektroden voor metalen.

In de biogeneeskunde

Omdat het een natuurlijk, biologisch afbreekbaar en niet giftig polymeer is, is het op dit gebied van groot belang. Enkele van de toepassingen zijn:

- Als een hemodialysemembraan.

- In draden voor biologisch afbreekbare hechtingen.

- Tijdens het afgeven van insuline.

- Als genezend middel bij brandwonden.

- Als kunstmatige huidvervanging.

- Als een medicijnafgiftesysteem.

- Genereert een regeneratief effect op het bindweefsel van het tandvlees.

- Om tumoren (kanker) te behandelen.

- Bij de bestrijding van het AIDS-virus.

- Het is een versneller van de vorming van osteoblasten, verantwoordelijk voor de vorming van botten en het herstel van kraakbeen en weefsels.

- Het is een hemostatisch middel dat het onderbreken van bloeding bevordert.

- Het is een procoagulant, daarom wordt het in de Verenigde Staten en Europa gebruikt als additief in gaas en verband.

- Het is een antitumor die de groei van kankercellen remt.

- Het werkt als een anti-cholesterol, omdat het de verhoging van cholesterol remt.

- Het is een immunoadjuvans, omdat het het immuunsysteem versterkt.

In landbouw en veeteelt

- Het wordt gebruikt bij het coaten van zaden, het bewaart ze voor opslag.

- Het is een additief voor diervoeder.

- Het is een kunstmestafzetter.

- Het wordt gebruikt bij de formulering van pesticiden.

- Het is fungicide; dat wil zeggen, het remt de groei van schimmels. Dit proces kan op twee manieren plaatsvinden: de verbinding zelf is in staat om in te werken tegen het pathogene organisme, of het kan interne stress in de plant opwekken waardoor het stoffen afgeeft die het mogelijk maken zichzelf te verdedigen.

- Het is antibacterieel en antiviraal.

In de cosmetische industrie

- Bij de productie van scheerschuimen.

- Bij behandelingen voor huid en haar.

- Bij de productie van schuimen en haarvormlakken.

Op het gebied van voeding

- Het werkt als een afslankmiddel. Het werkt door vet in de maag op te sluiten en heeft een verzadigend effect (vermindert het verlangen om voedsel te consumeren). Het is echter niet goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA).

In de voedingsindustrie

- Als verdikkingsmiddel.

- Als gecontroleerd oxidatiemiddel in sommige verbindingen en als emulgator.

Goed adsorbens

De optimale condities die worden verkregen voor de effectieve verwijdering van verontreinigingen uit het effluent van de farmaceutische industrie zijn pH 6, roertijd 90 minuten, adsorptiemiddeldosering 0,8 g, temperatuur 35 ° C en een snelheid van 100 RPM.

Het experimentele resultaat toonde aan dat chitosan een uitstekend adsorbens is voor de behandeling van effluent van de farmaceutische industrie.

Referenties

1. Chitine (Sf). In Wikipedia, opgehaald op 14 maart 2018 wikipedia.org
2. Vargas, M., González-Martínez, C., Chiralt, A., Cháfer, M., (Nd). CHITOSAN: EEN NATUURLIJK EN DUURZAAM ALTERNATIEF VOOR DE CONSERVERING VAN VRUCHTEN EN GROENTEN (pdf-bestand) Hersteld van agroecologia.net
3. Larez V, C. (2006) Informatief artikel Chitin and chitosan: materials from the past for the present and the future, Advances in Chemistry, 1 (2), pagina's 15-21 redalyc.org
4. de Paz, J., de la Paz, N., López, O., Fernández, M., Nogueira, A., García, M., Pérez, D., Tobella, J., Montes de Oca, Y., Díaz, D. (2012). Optimalisatie van het verkrijgingsproces van chitosan afgeleid van kreeftchitine. Revista Iberoamericana de Polímeros Volume 13 (3), 103-116. Hersteld van ehu.eus
5. Araya, A., Meneses. (2010) Invloed van sommige organische zuren op de fysisch-chemische eigenschappen van chitosanfilms verkregen uit krabafval. L. Technologisch tijdschrift ESPOl, Vol.23, Nr. 1, Hersteld van, learningobjects2006.espol.edu.ec
6. Dima, J., Zaritzky, N., Sequeiros, C. (Sf) CHITINE EN CHITOSAN VERKRIJGEN UIT EXOSKELETONS VAN PATAGONISCHE SCHAALDIEREN: KARAKTERISERING EN TOEPASSINGEN, Hersteld van bio-economie. Mincyt.gob.ar
7. Geetha, D., Al-Shukaili., Murtuza, S., Abdullah M., Nasser, A. (2016). Behandelbaarheidsstudies van afvalwater uit de farmaceutische industrie met behulp van Crab Shell Chitosan met laag molecuulgewicht, Journal of Chitin and Chitosan Science, Volume 4, Number 1, pp. 28-32 (5), DOI: doi.org
8. Pokhrel, S., Yadav, P, N., Adhikari, R. (2015) Toepassingen van chitine en chitosan in de industrie en medische wetenschap, Nepal Journal of Science and Technology Vol. 16, nr. 1 99-104: A Review 1 en, 2 1Central Department of Chemistry, Tribhuvan University, Kathmandu, Nepal 2Research Centre for Applied Science and Technology (RECAST), Tribhuvan University, Kathmandu, Nepal e-mail :, Opgehaald van nepjol.info
9. Martín, A (2016), De toepassingen van de overblijfselen van schelpdieren die je je niet kunt voorstellen, Chemisch nieuws, omicrono. Het Spaans. Herstelde omicrono.elespanol.com