| Abstract | Kitozan je prirodni polimer koji zahvaljujući svojim kemijskim i biološkim karakteristikama pronalazi ulogu u gotovo svim područjima ljudske djelatnosti, od medicine i farmacije do očuvanja okoliša. Kitozan je kopolimer dobro topljiv u vodi, izgrađen od dvije vrste ponavljajućih monomernih jedinica: N-acetil-2-amino-2-deoksi-D-glukopiranoza i 2-amino-2- deoksi-D-glukopiranoza. Kemijskim putem nastaje N-deacetilacijom hitina, dok ga se u prirodi može pronaći kod određenih tipova gljivica. Nadalje, kitozan karakterizira visok stupanj netoksičnosti, biokompatibilnosti i biorazgradivosti te upravo zahvaljujući tim osobinama pronašao je svoju ulogu u očuvanju okoliša; vrlo je koristan kelirajući agens teških metala otpadnih voda i lebdećih čestica. Kitozan se može pripraviti iz egzoskeleta člankonožaca; prvo se izolira hitin, a nakon toga se u procesu deacetilacije dobiva kitozan, koji je primjenjiv kao polazna sirovina za kemijsku sintezu određenih produkata korisnih u medicini, farmaciji i zaštiti okoliša. Molekularna masa, odnosno njezina distribucija unutar polimera znatno utječe na fizikalna i kemijska svojstva polimera kao što su na primjer reološka i mehanička svojstva kitozana. Molekularna masa i njezina distribucija unutar polimera također uvelike utječe na mogućnost stvaranja gel formacije, modifikaciju osmotskog tlaka, povišenje viskoznosti i stvaranje vlakana, a navedena svojstva su od iznimne važnosti prilikom korištenja kitozana kao polazne sirovine za proizvodnju različitih korisnih produkata u industriji hrane, medicini i farmaciji. U ovom završnom rada utvrđeno je na koji način temperatura i vrijeme trajanja reakcije deacetilacije kitozana pod umjerenim okolnostima utječu na molekularnu masu i stupanj deacetilacije (DD) deacetiliranog kitozana. Za određivanje molekularne mase kitozana korištena je metoda statičkog raspršenja svjetlosti pomoću Malvern Zetasizer Nano S instrumenta, dok je za određivanje stupnja deacetilacije (DD) kitozana korištena FT-IR spektroskopska metoda. Povišenjem temperature i povećanjem vremena trajanja reakcije deacetilacije kitozana dolazi do povećanja stupnja deacetilacije (DD) kitozana. Nadalje, povišenjem temperature i povećanjem vremena trajanja reakcije deacetilacije kitozana dolazi
do smanjenja molekularne mase kitozana odnosno hidrolize polimernog lanca. Pomoću rezultata dobivenih u ovom radu može se pripraviti kitozan sa željnom molarnom masom i stupnjem deacetilacije što uveliko doprinosi upotrebljivosti i eksploataciji kitozana na različitim znanstvenim i industrijskim poljima. |
| Abstract (english) | Chitosan is a natural polymer which, due to its chemical and biological characteristics, has a role in almost all areas of human activity, from medicine and pharmacy to environment protection. It is a water-soluble copolymer, composed of two types of repetitive monomeric units: N-acetyl-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose and 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose. It can be produced by N-deacetylation of the chitin using chemical processes, and it can be found in nature with certain types of fungi. Furthermore, chitosan is characterized by a low level of toxicity and prominent level of biocompatibility and biodegradability. Due to these properties, chitosan has found its role in environment protection; it is a very useful chelating agent for heavy metals in wastewaters and particulate matter (PM). Chitosan can be produced from the exoskeleton of the arthropod; first, the chitin is isolated, and then in the process of deacetylation is performed to obtain chitosan. It can be then used as a starting material in chemical synthesis of certain products used in medicine, pharmaceutical industry of drugs and environment protection. The molecular weight and its distribution affect physical and chemical properties of polysaccharides such as the rheological, mechanical properties and pore size of membranes or microcapsules made of chitosan. Therefore, molecular weight determination is very important for elucidating the characteristics of the chitosan itself and the products made from it. Gel forming, osmotic pressure modification, viscosity enhancing, or fiber formation also depend on molecular weight and its distribution which have been used in food industrial, pharmaceutical, and medical applications. In this bachelor thesis it is investigated how does reaction temperature and duration time of deacetylation reaction under the mild conditions effect the degree of deacetylation (DD) and molecular weight of deacetylated chitosan. To determine molecular weight of deacetylated chitosan, static light scattering (SLS) method is used by Malvern Zetasizer Nano S instrument while the degree of deacetylation was determined by infrared spectroscopy (FT-IR). By increasing the reaction temperature and time of deacetylation reaction, the degree of deacetylation (DD) have increased. Furthermore, by increasing reaction temperature and time duration of deacetylation reaction, decrease of molecular weight or hydrolysis of polymer chain is also noticed. By the results obtained in this thesis we can prepare chitosan with desired molecular weight and degree of deacetylation what makes chitosan more exploitable and applicable in variety of scientific and industrial fields. |
