CHITOSAN: STRUKTUR, PRODUKTION, EIGENSCHAFTEN - CHEMIE - 2025

Das Chitosan oder Chitosan ist ein Polysaccharid, das aus der Deacetylierung von Chitin erhalten wird. Chitin ist ein Polysaccharid, das Teil der Zellwände von Zygomycetenpilzen, des Exoskeletts von Arthropoden, der Ketas von Anneliden und der Perisarken von Nesseltieren ist. Aus diesem Grund war Chitin früher als Tunika bekannt.

Chitin und Chitosan sind komplementäre Verbindungen: Um Chitosan zu erhalten, muss Chitin vorhanden sein. Letzteres kann auch durch die Kombination von Perlmutt, Conchiolin, Aragonit und Calciumcarbonat gebildet werden. Es ist das zweitwichtigste Polymer nach Cellulose; Darüber hinaus ist es biokompatibel, biologisch abbaubar und ungiftig.

Chitosan ist eine Verbindung, die in der Landwirtschaft, in der Medizin, in der Kosmetik, in der Pharmaindustrie, bei der Wasseraufbereitung und bei der Beschichtung von Metallen für orthopädische Zwecke wichtig ist. Es ist antimykotisch, antibakteriell, antioxidativ und ein guter Rezeptor für Metalle, insbesondere auf metallurgischen Deponien.

Struktur

Chitan wird erhalten, wenn das Chitinmolekül vollständig deacetyliert wurde. Chitosan hingegen bleibt eine Acetylgruppe pro Einheit zur Replikation übrig.

Erhalten

Um Chitosan zu erhalten, muss zuerst Chitin erhalten werden. Dann wird es deacetyliert (das Acetylmolekül, das es in seiner Struktur hat, wird entfernt), so dass nur die Aminogruppe übrig bleibt.

Der Prozess beginnt mit der Gewinnung des Rohstoffs, dem Exoskelett von Krebstieren, insbesondere Garnelen und Garnelen.

Waschen und Trocknen

Eine Waschbehandlung wird durchgeführt, um alle Verunreinigungen wie Salz- und Mineralrückstände zu entfernen, die in das Exoskelett der Spezies eingebettet sein können. Das Material wird gut getrocknet und dann zu Flocken von etwa 1 mm gemahlen.

Depigmentierung

Als nächstes kommt der Depigmentierungsprozess. Dieses Verfahren ist optional und wird mit Aceton (organisches Lösungsmittel, in dem Chitosan unlöslich ist), mit Xylol, Ethanol oder mit Wasserstoffperoxid durchgeführt.

Dekarbonisierung und Deproteinisierung

Dem vorherigen Prozess folgt der Dekarbonisierungsprozess. in dem HCl verwendet wird. Sobald dieser Prozess abgeschlossen ist, wird die Deproteinisierung fortgesetzt, die in einem basischen Medium unter Verwendung von NaOH durchgeführt wird. Es wird mit viel Wasser gewaschen und schließlich gefiltert.

Die erhaltene Verbindung ist Chitin. Dies wird mit 50% NaOH bei einer Temperatur von ungefähr 110 ° C für 3 Stunden behandelt.

Dieses Verfahren ermöglicht es, die Acetylgruppe aus der Chitinstruktur zu entfernen, so dass Chitosan erhalten werden kann. Zum Verpacken werden Dehydratisierung und Mahlen durchgeführt, bis das Partikel eine Größe von 250 um erreicht.

Aussehen von Chitin und Chitosan nach dem Produktionsprozess

Eigenschaften

- Chitosan ist eine wasserunlösliche Verbindung.

- Seine ungefähre Molgewicht beträgt 1,26 * 10 ⁵ g / mol Polymer, durch das Viskosimeter - Verfahren erhalten.

- Es hat chemische Eigenschaften, die es für verschiedene biomedizinische Anwendungen geeignet machen.

- Es ist ein lineares Polyamid.

- Es hat Aminogruppen - NH ₂ und Hydroxylgruppen - OH reaktiv.

- Hat chelatisierende Eigenschaften für viele Übergangsmetallionen.

- Mit Milchsäure und Essigsäure konnten sehr dichte Chitosanfilme gebildet werden, bei denen durch das Infrarotspektrum (IR) keine Variation der chemischen Struktur von Chitosan beobachtet wurde. Bei Verwendung von Ameisensäure konnten jedoch Variationen in der Struktur beobachtet werden.

Wofür ist das?

In der analytischen Chemie

- Wird in der Chromatographie, als Ionenaustauscher und zur Absorption von Schwermetallionen verwendet

- Es wird zur Herstellung von Punktelektroden für Metalle verwendet.

In der Biomedizin

Da es sich um ein natürliches, biologisch abbaubares und ungiftiges Polymer handelt, ist es auf diesem Gebiet von großer Bedeutung. Einige seiner Verwendungen sind:

- Als Hämodialysemembran.

- In Gewinden für biologisch abbaubare Nähte.

- Bei der Freisetzung von Insulin.

- Als Heilmittel bei Verbrennungen.

- Als künstlicher Hautersatz.

- Als Arzneimittel freisetzendes System.

- Erzeugt eine regenerative Wirkung auf das Bindegewebe des Zahnfleisches.

- Zur Behandlung von Tumoren (Krebs).

- Bei der Bekämpfung des AIDS-Virus.

- Es ist ein Beschleuniger der Bildung von Osteoblasten, der für die Bildung von Knochen und die Reparatur von Knorpel und Gewebe verantwortlich ist.

- Es ist ein Blutstillungsmittel, das die Unterbrechung der Blutung begünstigt.

- Es ist ein Prokoagulans, daher wird es in den USA und in Europa als Zusatzstoff für Gaze und Bandagen verwendet.

- Es ist ein Antitumor, der das Wachstum von Krebszellen hemmt.

- Es wirkt als Anti-Cholesterin, da es den Anstieg des Cholesterins hemmt.

- Es ist ein Immunadjuvans, weil es das Immunsystem stärkt.

In der Landwirtschaft und Viehzucht

- Es wird zur Beschichtung von Samen verwendet und konserviert sie zur Lagerung.

- Es ist ein Zusatz für Tierfutter.

- Es ist ein Düngerfreisetzer.

- Es wird zur Formulierung von Pestiziden verwendet.

- Es ist fungizid; das heißt, es hemmt das Wachstum von Pilzen. Dieser Prozess kann auf zwei Arten erfolgen: Die Verbindung selbst kann gegen den pathogenen Organismus wirken, oder sie kann in der Pflanze inneren Stress erzeugen, der dazu führt, dass sie Substanzen freisetzt, die es ihr ermöglichen, sich selbst zu verteidigen.

- Es ist antibakteriell und antiviral.

In der Kosmetikindustrie

- Bei der Herstellung von Rasierschäumen.

- Bei Behandlungen für Haut und Haare.

- Bei der Herstellung von Schäumen und Haarformlacken.

Im Bereich der Ernährung

- Es wirkt als Schlankheitsmittel. Es fängt Fett im Magen ein und wirkt sättigend (reduziert den Wunsch, Nahrung zu sich zu nehmen). Es wurde jedoch nicht von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassen.

In der Lebensmittelindustrie

- Als Verdickungsmittel.

- Als kontrolliertes Oxidationsmittel in einigen Verbindungen und als Emulgator.

Gutes Adsorbens

Die optimalen Bedingungen für die wirksame Entfernung von Verunreinigungen aus dem Abwasser der pharmazeutischen Industrie sind pH 6, Rührzeit 90 Minuten, Adsorptionsmitteldosis 0,8 g, Temperatur 35 ° C und eine Geschwindigkeit von 100 U / min.

Das experimentelle Ergebnis zeigte, dass Chitosan ein ausgezeichnetes Adsorbens für die Behandlung von Abwässern aus der pharmazeutischen Industrie ist.

Verweise

1. Chitin. (Sf). In Wikipedia, abgerufen am 14. März 2018 wikipedia.org
2. M. Vargas, C. González-Martínez, A. Chiralt, M. Cháfer (Nd). CHITOSAN: EINE NATÜRLICHE UND NACHHALTIGE ALTERNATIVE ZUR ERHALTUNG VON FRÜCHTEN UND GEMÜSE (PDF-Datei) Aus agroecologia.net wiederhergestellt
3. Larez V, C. (2006) Informativer Artikel Chitin und Chitosan: Materialien aus der Vergangenheit für die Gegenwart und die Zukunft, Advances in Chemistry, 1 (2), S. 15-21 redalyc.org
4. J. de Paz, N. de la Paz, O. López, M. Fernández, A. Nogueira, M. García, D. Pérez, J. Tobella, Y. Montes de Oca, Díaz, D. (2012). Optimierung des Gewinnungsprozesses von Chitosan aus Hummer-Chitin. Revista Iberoamericana de Polímeros Band 13 (3), 103-116. Von ehu.eus wiederhergestellt
5. Araya, A., Meneses. (2010) Einfluss einiger organischer Säuren auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Chitosanfilmen aus Krabbenabfällen. L. Technological Magazine ESPOl, Vol. 23, No. 1, Recovered from, learningobjects2006.espol.edu.ec
6. Dima, J., Zaritzky, N., Sequeiros, C. (Sf)
7. Geetha, D., Al-Shukaili., Murtuza, S., Abdullah M., Nasser, A. (2016). Behandelbarkeitsstudien von Abwässern der pharmazeutischen Industrie unter Verwendung von Krabbenschalen-Chitosan mit niedrigem Molekulargewicht, Journal of Chitin and Chitosan Science, Band 4, Nummer 1, S. 1. 28-32 (5), DOI: doi.org
8. Pokhrel, S., Yadav, P., N., Adhikari, R. (2015) Anwendungen von Chitin und Chitosan in Industrie und Medizin, Nepal Journal of Science and Technology Vol. 16, Nr. 1 99-104: A Review 1 und 2 1Central Department of Chemistry, Tribhuvan University, Kathmandu, Nepal 2Forschungszentrum für angewandte Wissenschaft und Technologie (RECAST), Tribhuvan University, Kathmandu, Nepal E-Mail:, Abgerufen von nepjol.info
9. Martín, A (2016), Die Anwendungen der Überreste von Schalentieren, die Sie sich nicht vorstellen können, Chemische Nachrichten, Omicrono. Der spanische. Omicrono.elespanol.com wiederhergestellt