Khóa luận tốt nghiệp

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Trần Thị Ý
Nhi – Viện Hóa Học – Viện Khoa Học và công nghệ Việt Nam đã tận tình
hướng dẫn và truyền đạt cho tôi các phương pháp nghiên cứu khoa học và
những kinh nghiệm học thuật quý báu trong quá trình thực hiện luận văn.
Đồng thời tôi xin cảm ơn thầy giáo Lê Cao Khải, cùng toàn thể các
thầy cô giáo trong khoa Hóa Học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, đã tạo
điều kiện cho tôi được tiếp thu những kiến thức chuyên môn về hóa học hữu
cơ và công nghệ môi trường để tôi có thể hoàn thành bài luận văn.
Sinh viên
Lê Thị Minh
Phượng

Lê Thị Minh
Phượng

K34 - Khoa Hóa
Học


Khóa luận tốt nghiệp

Lê Thị Minh
Phượng

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2





2.2.3. Khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính của chitosan và dẫn xuất
................................................................................................................. 45
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................. 47
3.1. Điều chế chitin/chitosan...............................................................................47
3.1.1. Điều chế chitin.........................................................................................47
3.1.2. Điều chế chitosan từ chitin theo phương pháp kiềm đặc kết hợp nhiệt độ
cao

48

3.1.3. Điều chế chitosan có DA thấp................................................................. 52
3.2. Tổng hợp dẫn xuất N-(4-metoxy benzyliđen) chitosan............................... 56
3.2.1. Phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(4-metoxy benzyliđen) chitosan . 56
3.2.2. Khảo sát phản ứng bằng phổ hồng ngoại (FT- TR).................................58
3.2.3. Khảo sát bằng phổ X-Ray........................................................................59
3.2.4. Khảo sát sản phẩm phản ứng bằng TGA.................................................60
3.2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp các dẫn xuất .... 61
3.2.5.2. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử chitosan đến hiệu suất phản ứng....61
3.2.5.3. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng....................62
3.2.5.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng.....................................63
3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính của chitosan và dẫn xuất
64
3.3.1. Ảnh hưởng của pH.................................................................................. 64
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ RB19................................................................64
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian......................................................................... 65
KẾT LUẬN CHUNG.................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 67


/C và C...............................56

Hình 3.11: Phổ hồng ngoại của N-(4-metoxybenzyliđen)chitosan.................58
Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X của chitosan và dẫn xuất N(4metoxybenzyliđen)chitosan.............................................................59
Hình 3.13: Giản đồ phân tích nhiệt của chitosan (mẫu 1) và 4MBCh (mẫu 2).
......................................................................................................... 60
Hình 3.14 : Ảnh hưởng của tỷ lệ nhóm alđehyt/amin đến hiệu suất phản ứng
tổng hợp 4MBCh.............................................................................61
Hình 3.15: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng
hợp các dẫn xuất của chitosan.........................................................62
Hình 3.16: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp hợp dẫn
xuất N-(4-metoxybenzyliđen)chitosan.............................................63
Hình 3.17: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính
RB19 adsorption..............................................................................64
Hình 3.18: Ảnh hưởng của nồng độ thuốc nhuộm..........................................65
Hình 3.19: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt
tính RB19........................................................................................65



DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần chính của một số nguyên liệu chứa chitin.................42
Bảng 3.1 : Hàm lượng β-chitin trong mai mực ống......................................47
1

Bảng 3.2: Độ chuyển dịch hoá học của proton ( H) của chitosan.................49
Bảng 3.3: Kết quả đo áp suất thẩm thấu của chitosan tại các nồng độ khác
nhau.................................................................................................51
1

đôi trong môi trường axit..............................................................26
Sơ đồ 1.17: Phản ứng tổng hợp dẫn xuất O- axyl chitosan.............................27
Sơ đồ 1.18: Phản ứng tổng hợp dẫn xuất O-cacboxyankyl chitosan...............28
Sơ đồ 1.19: Phản ứng deaxetyl hoá glycol-chitin............................................28
Sơ đồ 3.1: Phản ứng đeaxetyl hóa chitin.........................................................48



BẢNG CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
4MBCh:

N-(4-metoxybenzyliđen)chitosan

Ac:

CH3CO

CTS:

Chitosan

DDA:

Độ đề axetyh hóa

DA:

Độ axetyl hóa

DMAc:

NMR:

Nuclear Magnetic Resonance - Cộng hưởng từ hạt nhân

NMP:

N-metyl-2-pyroliđon



MỞ ĐẦU
Chitin

[poly-β-(1→4)-2-axetamiđo-2-đeoxy-D-glucopyranozơ],

một

polysacarit với hàm lượng đứng hàng thứ hai trong tự nhiên sau xenlulozo, là
thành phần chính của vỏ các loài động vật giáp xác như: vỏ tôm, mai cua, mai
mực... Chitosan là dẫn xuất của chitin thu được trong quá trình deaxetyl hóa.
Chitin/chitosan có các tính chất đặc biệt như: kháng khuẩn, kháng nấm, chống
viêm, kháng virut, không độc, có tính hòa hợp sinh học và phân hủy sinh học...
nên chúng được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực như: y học, dược phẩm, nông
nghiệp, mỹ phẩm, công nghệ môi trường... [1,2].
Dệt nhuộm nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng
lớn với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và có những bước phát triển mạnh
mẽ trong những năm gần đây. Tuy nhiên, hàng năm ngành dệt nhuộm sử
dụng hàng triệu tấn thuốc nhuộm để nhuộm vải và tạo ra lượng lớn nước thải
chứa nhiều chất độc hại, màu của thuốc nhuộm còn làm mất vẻ mỹ quan
của môi trường nước. Hơn thế nữa, trong môi trường kỵ khí, một số loại

hưởng

đến

hiệu

suất

tổng

hợp

các

dẫn

xuất

N-(4-

metoxybenzyliđen)chitosan: tỷ lệ mol alđehyt/amin, nhiệt độ, thời gian phản
ứng, khối lượng phân tử của -chitosan.
-Nghiên cứu khả năng hấp thụ thuốc nhuộm hoạt tính màu xanh RB19 của dẫn
xuất N-(4-metoxybenzyliđen)chitosan.



CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung [1,3,24,34]
Trong số các polysaccarit thì xenlulozo và chitin là nguồn tài nguyên

Chitin

Chitin

Chitin

- -chitin: có cấu trúc tinh thể mạng ghép đôi song song (một mạng
lên một mạng xuống liền nhau),

-chitin thường được tách từ vỏ cua.

- -chitin: các mạch ghép trong tinh thể theo cách ghép song song cùng chiều,
-chitin chủ yếu có trong mai mực nang sừng.
- -chitin: có mạch ghép trong tinh thể theo 2 cách cứ 2 mạch song song lại
có 1 mạch đối song, -chitin được tách từ sợi kén của bọ cánh cứng, dạ dày
của mực ống, là loại có trữ lượng ít nhất.
1.1.2. Tính tan [34,62]
Vì có liên kết hiđro chặt chẽ giữa các phân tử nên chitin thể hiện ái lực
hạn chế với phần lớn các dung môi. Chitin thường ( -chitin) không tan và hầu
như không trương trong dung môi thông dụng mà chỉ tan trong một số dung
môi đặc biệt, ví dụ: N,N-đimêtylaxetamit (DMAC) có chứa 5-10% LiCl.
Chitosan là một polyamin không tan trong nước cũng như dung môi hữu cơ



nhưng tan trong môi trường axit loãng. Độ tan của chitosan phụ thuộc vào loại
axit và nồng độ axit trong dung dịch. Khi xử lý chitin/chitosan trong môi
trường axit mạnh với nồng độ lớn thường xảy ra phản ứng depolyme hoá (cắt
mạch) làm giảm khối lượng phân tử polyme.
1.1.3. Khối lượng phân tử [34]

Phương pháp đo áp suất thẩm thấu là phương pháp dựa trên định luật
Vant-Hoff. Theo định luật này, sự phụ thuộc giữa áp suất thẩm thấu P, thể tích
V và nhiệt độ tuyệt đối T và số gam phân tử của vật chất trong dung dịch pha
loãng được biểu diễn bằng phương trình trùng với dạng phương trình của dạng
khí lí tưởng:
PV= nRT = (g/M)RT
P = (g/V)(RT)/M
M = (RTC)/P
Trong đó:

g:

Khối lượng của chất hòa tan (g)

M:

Khối lượng phân tử của chất (g/mol)

C:

Nồng độ của dung dịch

R:

Hằng số

T:

Nhiệt độ tuyệt đối