OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA CARBOXIMETILQUITOSANA EM DIFERENTES TEMPOS REACIONAIS

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Gomes, T.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS) ; Bukzem, A.L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS) ; Xavier, G.R. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS) ; Signini, R. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS)

Resumo

A carboximetilquitosana, derivado solúvel da quitosana, obtida pela reação desta com ácido monocloroacético, vem sendo estudada para ter sua aplicação principalmente em indústrias farmacêuticas e no desenvolvimento de biomateriais. O trabalho objetivou na obtençãode carboximetilquitosana (CMQ) em diferentes tempos reacionais (6, 12 e 24 horas) sendo posteriormente caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho, grau de substituição por potenciometria, solubilidade em água e em diferentes valores de pH. A melhor obtenção do produto desejado com maior grau de substituição, solubilidade em água e solubilidade em diversos pH foia obtida em 24h.

Palavras chaves

quitosana; carboximetilquitosana; obtenção

Introdução

A quitosana, matéria-prima da carboximetilquitosana (CMQ), derivado solúvel numa ampla faixa de pH, é um copolímero constituído por unidades de D-glicosamina. A sua massa molecular influencia diretamente na solubilidade e na ação antibacteriana de seus derivados (SILVA, SANTOS, FERREIRA;2006). A quitosana quando reage com o ácido glioxílico ou o ácido monocloroacético em altas temperaturas, leva a formação da N-CMQ, diferentemente da formação da O-CMQ, formada com a reação com o ácido monocloroacético em temperatura ambiente(SILVA; 2011). Para formação da O-CMQ, a quitosana deve ser alcalinizada por um agente hidrolisante (geralmente NaOH) que permite que a substituição ocorra preferencialmente no grupamento -OH em vez do grupamento -NH2 (BAUMANN, FAUST; 2001). Atualmente a CMQ vem sendo utilizada principalmente no campo farmacêutico e para a obtenção de biomateriais, mas tem-se estudado seu emprego como na prevenção de aderências pericárdicas pós-operatórias (DAROZ et al.; 2008) e como agente adsorvente de íons metálicos tóxicos como cádmio presente em solução retirado por microesferas de N-carboximetilquitosana (LEITE et al.;2005). O objetivo deste trabalho foi sintetizar a carboximetilquitosna em diferentes tempos reacionais e caracterizá-las por espectroscopia na região do infravermelho, grau de substituição, solubilidade em água e em diferentes faixas de pH com a finalidade de verificar o efeito do tempo nas características da carboximetilquitosana.

Material e métodos

Obtenção da carboximetilquitosana A quitosana foi suspensa em isopropanol. Posteriormente adicionou solução aquosa de NaOH 40% e solução de ácido monocloroacético/isopropanol (1:1 m/m), deixando reagir por 6, 12 e 24 h em temperatura ambiente. O resíduo sólido foi filtrado, suspenso em metanol 80%, neutralizado com ácido acético glacial, filtrado novamente, lavado com etanol 80%,etanol e metanol absoluto e deixado à temperatura ambiente para secar. Purificação da carboximetilquitosana (CMQ) Foi adicionada CMQ em água destilada, mantendosob agitação por 16h. Em seguidafoi filtrada em membranas de nitrato de celulose sob pressão positiva. Adicionou-se solução de NaCl 0,2 mol/L sob agitação durante 30 min e em seguida etanol 96% até que ocorresse precipitação. O precipitado foi filtrado, lavado com etanol 80% e etanol absoluto e seco à temperatura ambiente. Caracterizações das carboximetilquitosanas a) Espectroscopia na região do infravermelho: Foram feitas pastilhas com KBr e analisadas no Spectrum Frontier marca Perkin elmer. b) Grau de substituição: as CMQs foram suspensa em água destilada ficando sob agitação por 18 horas, em seguida adicionou-se 0,21 mL de HCl concentrado. Após, foram realizadas as titulações potenciométricas em um titulador automático, modelo 877 Titrinoplus, com solução de NaOH 0,1 mol/L. c) Solubilidade em diferentes pHs: As amostras foram dissolvida em água (200 mg/200 mL) e deixadas em agitação por 24h. Posteriormente ajustou-se o pH com soluções aquosas de HCl e NaOH 0,5% e foram analisadas no espectrofotômetro UV visível de varredura, modelo 0798U2VS, marca Quimis. d) Solubilidade em água: Colocou-se 0,1g em 100 mL de água sob agitação por 24h. Filtrou-se a solução resultante e pela diferença de massa obteve-se a proporção solúvel.

Resultado e discussão

As amostras obtidas de CMQ em 6, 12 e 24h tiveram como rendimento de síntese(m/m) 142,7, 161,8 e 187,3% , respectivamente. O rendimento da purificação foi de 76,0, 75,0 e 99,3% para as amostras de CMQ de 6, 12 e 24h, respectivamente. A análise espectroscópica na região do infravermelho para a CMQ tem como característica bandas definidas atribuídas às deformações axiais simétricas e assimétricas do grupo –COO- em torno de 1598-1610cm-1 e em 1411cm-1. A diferenciação entre as amostras de CMQ é que a amostra CMQ obtido por 24h possui banda em 1606 como em 1411cm-1 com picos mais intensos do que as outras amostras. A análise do grau de substituição mostra a eficiência da substituição do -H da -OH pelo grupo -COOH. Os graus de substituição obtidos foram de 0,71, 1,47 e 1,68 para a síntese de 6,12 e 24h, respectivamente.Estes resultados mostram que a CMQ obtido pela síntese por 24h apresentou melhor grau de substituição. Com solubilidade em diferentes faixas de pH observou-se que as CMQs são solúveis em uma ampla da faixa de pH. Posteriormente notou-se que a obtida em 24h possui uma maior faixa de solubilidade abrangendo uma faixa de 1,40<pH<2,40 e 5,30<pH<12,50. Quando analisadas referente à solubilidade em água,todas as CMQ são solúveis, embora haja diferença referindo-se ao pouco resíduo filtrado. Sendo de 99, 99.5 e 100% de solubilidade referindo-se a 6, 12 e 24h respectivamente.

Conclusões

Todas as CMQs obtidas são solúveis em uma ampla faixa de pH. Sua insolubilidade varia de 2,8<pH<7,6; 2,4<pH<6,4; 2,4<pH<5,3 assim como o grau de substituição de 0,71; 1,47 e 1,68 para 6, 12 e 24h, respectivamente. Todas as amostras tiveram modificações dos picos nas regiões correspondentes à substituição, confirmando assim a modificação estrutural e físico-quimica da quitosana. CMQ obtida em 24h é considerada a melhor obtenção tendo maior grau de substituição, solubilidade em diferentes faixas de pHs e solubilidade em água.

Agradecimentos

à FAPEG pelo suporte financeiro

Referências

BAUMANN, H.; FAUST, V. Conceptsfromimproved region selectiveplacementof O-sulfo, N-sulfo, N-acetyl, andN- carboxymethylgroups in chitosanderivatives. Carbohydrate Research, v. 331, n.1, p. 43-57, 2001.

DAROZ, L.R.D.; LOPEZ, J.B.; DALLAN, L.A.O.; CAMPANA-FILHO, S.P.; MOREIRA, L.F.P; STOLF, N.A.G. Prevenção de aderências pericárdicas pós-operatórias com uso de carboximetilquitosanatermoestéril. Revista Brasileira de Cirurgia Cardiovascular, v.23 n.4,p.480-487, 2008.

LEITE,F.; MODESTO, C. M. D.; DO NASCIMENTO, R. F.; DIAS, F. S.AdsorçãodeCd(II) de soluções aquosas com microesferas de N-Carboximetil-quitosana.RevistaIberoamericana de Polímeros, v.6, n.3,p.213-236, 2005.

SILVA. D. S.Estudos físico- químicos de O-carboximetilação de quitosana. 2011.102 f. Dissertação (Mestrado) Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos 2011.

SILVA, C. S. R. H; dos SANTOS, R.C.S. K; FERREIRA, I. E.Quitosana: derivados hidrossolúveis, aplicações farmacêuticas e avanços.Química Nova, v.29,n.4, p.776-785, 2006.