Estudos de obtenção e caracterização de N,N,N-trimetilquitosana e de seu comportamento viscosimétrico em solução aquosa

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2004
Autor(a) principal: Curti, Elisabete
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-05022026-100357/
Resumo: Foi realizado um estudo sistemático sobre a reação de obtenção de N,N,N trimetilquitosana (TMQ) a partir da metilação de quitosana com iodeto de metila, visando avaliar o efeito das condições reacionais sobre as características do derivado alquilado. Foi observado que a concentração de NaOH no meio reacional exerce papel importante sobre as características estruturais da TMQ resultante. As amostras obtidas em maior excesso de NaOH apresentaram graus médios de quaternização mais elevados e pouca dimetilação, porém foram mais O-metiladas, ou seja, a metilação das hidroxilas ligadas ao anel foi favorecida. As amostras de TMQ foram solúveis em água indicando que a trimetilação foi bem sucedida. Os graus médios de quaternização (GQ) das amostras de TMQ foram determinados por 1H-RMN empregando-se duas metodologias (métodos 1 e 2) e por titulação condutimétrica com nitrato de prata e seus valores dependeram das condições empregadas na metilação de quitosana. Os valores de GQ determinados pelo método 1 variaram de 5 a 45% enquanto que aqueles determinados pelo método 2, o qual foi empregado somente para as amostras obtidas em maior excesso de hidróxido de sódio e isoladas após a neutralização do meio reacional, variaram de 40 a 84%, e os valores obtidos por titulação das amostras isoladas após a neutralização do meio reacional, variaram de 51 a 64%. As amostras foram também caracterizadas por cromatografia de permeação em gel (GPC), espectroscopias de ressonância magnética nuclear de carbono e na região de infravermelho. A caracterização por GPC indicou que as amostras de TMQ isoladas após a neutralização do meio reacional são menos polidispersas que aquelas que não tiveram este tratamento, o que se deve ao fracionamento ocorrido quando o meio foi neutralizado. Os estudos viscosimétricos de soluções aquosas diluídas de TMQ e quitosana de partida, em função da força iônica e da massa molar, permitiram a determinação do parâmetro B, proposto por Smidsrod, para ambas amostras, os quais foram semelhantes (B = 0,118 ± 0,065) indicando que essas amostras possuem a mesma rigidez. As soluções de TMQ preparadas em NaCl (0,10 mol/dm3) apresentaram comportamento pseudoplástico independente do gradiente de cisalhamento.
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As amostras de TMQ foram solúveis em água indicando que a trimetilação foi bem sucedida. Os graus médios de quaternização (GQ) das amostras de TMQ foram determinados por 1H-RMN empregando-se duas metodologias (métodos 1 e 2) e por titulação condutimétrica com nitrato de prata e seus valores dependeram das condições empregadas na metilação de quitosana. Os valores de GQ determinados pelo método 1 variaram de 5 a 45% enquanto que aqueles determinados pelo método 2, o qual foi empregado somente para as amostras obtidas em maior excesso de hidróxido de sódio e isoladas após a neutralização do meio reacional, variaram de 40 a 84%, e os valores obtidos por titulação das amostras isoladas após a neutralização do meio reacional, variaram de 51 a 64%. As amostras foram também caracterizadas por cromatografia de permeação em gel (GPC), espectroscopias de ressonância magnética nuclear de carbono e na região de infravermelho. A caracterização por GPC indicou que as amostras de TMQ isoladas após a neutralização do meio reacional são menos polidispersas que aquelas que não tiveram este tratamento, o que se deve ao fracionamento ocorrido quando o meio foi neutralizado. Os estudos viscosimétricos de soluções aquosas diluídas de TMQ e quitosana de partida, em função da força iônica e da massa molar, permitiram a determinação do parâmetro B, proposto por Smidsrod, para ambas amostras, os quais foram semelhantes (B = 0,118 ± 0,065) indicando que essas amostras possuem a mesma rigidez. As soluções de TMQ preparadas em NaCl (0,10 mol/dm3) apresentaram comportamento pseudoplástico independente do gradiente de cisalhamento.A systematic study on the preparation of N,N,N-trimethylchitosan (TMC) by the methylation of chitosan with methyl iodide was carried out to evaluate the effect of reaction conditions on the characteristics of the alkylated derivative. It was observed that the NaOH concentration in the reaction medium plays an important role on the structural characteristics of the resulting TMC. Samples obtained with a higher excess of NaOH showed higher average degrees of quaternization and low dimethylation, but were more O-methylated, meaning that the methylation of hydroxyl groups attached to the ring was favored. TMC samples were water-soluble, indicating successful trimethylation. The average degrees of quaternization (DQ) of the TMC samples were determined by 1H-NMR using two methodologies (methods 1 and 2) and by conductometric titration with silver nitrate, and their values depended on the conditions used in the chitosan methylation. DQ values determined by method 1 ranged from 5 to 45%, while those determined by method 2, which was used only for samples obtained with a higher excess of sodium hydroxide and isolated after neutralization of the reaction medium, ranged from 40 to 84%. Values obtained by titration of the samples isolated after neutralization of the reaction medium ranged from 51 to 64%. The samples were also characterized by gel permeation chromatography (GPC), carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy, and infrared spectroscopy. GPC characterization indicated that TMC samples isolated after neutralization of the reaction medium are less polydisperse than those that did not receive this treatment, due to the fractionation occurring when the medium was neutralized. Viscometric studies of dilute aqueous solutions of TMC and the starting chitosan, as a function of ionic strength and molar mass, allowed the determination of the B parameter, proposed by Smidsrod, for both samples, which were similar (B = 0.118 ± 0.065), indicating that these samples possess the same stiffness. TMC solutions prepared in NaCl (0.10 mol/dm3) exhibited pseudoplastic behavior independent of the shear rate.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCampana Filho, Sergio PauloCurti, Elisabete2004-03-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-05022026-100357/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-10T18:30:02Zoai:teses.usp.br:tde-05022026-100357Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-10T18:30:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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