СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ КАРБОКСИМЕТИЛХИТОЗАНA, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНОГО СЫРЬЯ
Creators: name: Ашуров Н.Ш
name: Шахобутдинов С.Ш
name: Рашидова С.Ш
name: Ахымбетова Г.Д
name: Югай С.М
Publisher: name: Zenodo
Year: 2025

description: Узбекистан является сырьевой базой для получения природных полимеров, таких как хитин и хитозан из куколок тутового шелкопряда и цист Артемии Аральского моря и их производных. В настоящее время во всем мире отмечается возрастание интереса специалистов к препаратам на основе хитина и хитозана и его производным, в частности карбоксиметилхитозана (КМХЗ). КМХЗ является наиболее используемым в промышленности производным хитозана за счет своих высоких биоактивных свойств, антибактериальной, фунгистатической, а также биохимической активности. Кроме того он является нетоксичным и растворимым в воде полимером.


Целью данной работы является получение и исследование структурных характеристик карбоксиметилхитозана, полученного из хитозана Bombyx mori и циста Артемий. Структурные исследования КМХЗ из тутового шелкопряда и циста Артемий были охарактеризованы методами ИК-спектроскопии и рентгеновской дифракции, также были рассчитаны степени их деацетилирования.


Показано, что свойства и область применения карбоксиметилпроизводных хитина и хитозана в значительной степени зависят от их структуры, степени замещения и расположения гидроксильных и аминогрупп. Основными реагентами при получении карбоксиметил-производных являются монохлорацетат натрия, монохлоруксусная и глиоксалевая кислоты. Выбор соответствующих условий реакции и реагентов позволяет получить карбоксиметилхитин, N-, O-, N,O- карбоксиметил-хитозаны. 


КМХЗ синтезировали обработкой хитозана водным раствором гидроксида натрия и затем проводили реакцию с монохлоруксусной кислотой (МХА) в соответствии с исследованиями Кусума ХС др. [1].


Проведены ИК-спектроскопические исследования О-замещенных образцов КМХЗ, из отходов тутового шелкопряда. В исходном хитозане наблюдаются полосы поглощения -ОН и –NH2 групп, включенных в водородную связь в виде интенсивной широкой полосы в области 3600-3000 см-1. Валентные колебания –СН, -СН2- групп наблюдаются в области волновых чисел – 2878 см-1. Полоса поглощения при 1656 см-1 объясняется валентными колебаниями С=О связей ацетамида (амид-I) и полоса при 1602 см-1 деформационными колебаниями N-H аминогруппы (амид-II), также наблюдается полоса при 1413 см-1 характеризующая симметричные вибрационные колебания –СОО групп. Полосы поглощения в облаастях 921 см-1, 1071 см-1 соответствуют полисахаридному скелету и включают области различных деформационных колебаний гликозидных связей С-О-С и С-С групп. т.е. Наблюдаются все полосы поглощения характерные хитозану.


После карбоксиметилирования хитозана Вombyх mori наблюдаются полосы поглощения ОН и NH, включенные в водородную связь в виде интенсивной широкой полосы в области 3600-3000 см-1 с максимумом в области 3425 см-1, который указывает на более гидрофильный характер КМХЗ. Валентные колебания СН, СН2 групп наблюдаются в области – 2878 см-1. Введение карбоксиметильных групп подтверждается проявлением полосы при 1579 см-1 (плечо) и умеренной полосы при 1413 см-1. Эти полосы относятся к симметричной и ассиметричной деформации -СОО, которая в принципе обусловлена колебаниями С=О групп и подтверждает получение О-КМХЗ.


Также был получен КМХЗ из цист Артемии Аральского моря. Полоса при 1604 см-1 указывает, что большая часть первичного амина заменена вторичным амидом и доказывает, что получен N-КМЦ.


Эти результаты показали, что карбоксиметилирование было успешно достигнуто. Согласно ИК спектра КМХЗ определено, что его степень замещения составляет 24,8%.


Проведены рентгеноструктурные исследования образцов хитозана из различного сырья [2], а также КМХЗ, полученные из этих образцов, у которых обнаружено, что карбоксиметилирование образцов приводит к изменению надмолекулярных структур хитозанов.


Показано, что процесс карбоксиметилирования приводит к аморфизации хитозана и в дифрактограммах КМХЗ наблюдается широкое аморфное гало и исчезновение кристаллических рефлексов при 2θ=10о и 20о, соответствующих исходным образцам.


Таким образом, показана возможность получения N- и O- КМХЗ из хитозана различного сырья и изучены их структурные характеристики.


Литература


1. Кусума ХС, Аль-Сабани АФ, «Дармокоэсэмо Х. N,O-карбоксиметилхитозан: инновация в новом натуральном консерванте из отходов панциря креветок с пищевой ценностью и ориентацией на здоровье», Procedia Food Science, 3, (2015), 35-51.


2. Н.Ш.Ашуров, М.Абдуразаков, С.М.Югай, А.А.Атаханов, Х.А.Гуламжанов, Г.Д.Тураев, Г.Д.Ахымбетова, С.Ш.Рашидова. Изучение структурных и термических характеристик хитина и хитозана из различного вида сырья. Journal of Physics Conference Series JPCS, 2388 (2022) 012011 doi:10.1088/1742-6596/2388/1/012011