The potentialy of protective agent in the amino group to synthesize chemically modified chitosan for use in sorption, drug release and calorimetry

Orientador: Claudio AiroldiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: O biopolímero quitosana foi quimicamente modificado com aminas após a prévia proteção do grupo amino com benzaldeído. A reação de proteção forneceu o biopolímero BZL, que foi ativado com epicloridrina (EAC). A presença do grupo epóxido, proveniente da interação com a epicloridrina permitiu a inclusão de 2-aminometilpiridina, 2-aminopiridina, 4-aminopiridina, tetraetilenopentamina, 1,3-(aminopropilimidazol), 1-(2-aminoetil)piperazina e 1,4-bis(3-aminopropil) piperazina. Após a remoção do benzaldeído foram obtidos os biopolímeros CTN, C2MF, C4MF, TETF, IZLF, 2PPF e 3PPF, respectivamente, os quais foram caracterizados por análise elementar, difração de raios X, ressonância magnética nuclear do núcleo de carbono no estado sólido e espectroscopia na região do infravermelho. As caracterizações comprovaram o sucesso da reação de proteção dos grupos amino, bem como da remoção do benzaldeído. Os biopolímeros foram aplicados na remoção dos cátions metálicos cobre e cádmio, bem como na remoção dos corantes azul reativo 15 (RB-15), verde brilhante (BG), amarelo reativo (RY) e azul reativo (RB). Os experimentos foram realizados pelo método de batelada e os resultados obtidos foram ajustados à regressão não linear dos modelos de Langmuir, Freundlich e Sips, obtendo-se melhores ajustes ao último modelo. Os biopolímeros demonstraram uma melhor afinidade pelo cobre e dentre os corantes utilizados, uma melhor afinidade por RY. Os biopolímeros C2MF, C4MF, CTN, IZLF e TETF também foram carregados com os fármacos ibuprofenato de sódio (IBU) e diclofenaco de sódio (DCLO). Os estudos de liberação foram realizados em fluidos corpóreos simulados, obtendo-se perfis de liberação mais lentos para o DCLO. Através da calorimetria isotérmica foi investigado o processo de interação IBU ou Cu2+ com os biopolímeros. Os resultados indicaram processos endotérmicos, espontâneos e entropicamente favoráveis para o fármaco e exotérmicos, espontâneos e entalpicamente favoráveis para o cátionAbstract: The chitosan biopolymer was chemically modified with amines after prior protection of the amino groups with benzaldehyde. The protection reaction provided the BZL biopolymer, which was activated with epichlorohydrin (EAC). The presence of epoxide groups derived from the epichlorohydrin allowed the inclusion of 2-aminomethylpyridine, 2-aminopyridine, 4-aminopyridine, tetraethylenepentamine, 1,3-(aminopropylimidazole), 1-(2-aminoethyl) piperazine and 1,4-bis(3-aminopropyl) piperazine. After bezaldehyde removal CTN, C2MF, C4MF, TETF, IZLF, 2PPF and 3PPF biopolymers were obtained, respectively, which were characterized by elemental analysis, X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance of carbon nucleus in the solid state and infrared spectroscopy. The characterizations confirmed the success of protective reaction of amino groups as well as the benzaldehyde removal. The biopolymers were applied for the removal of copper and cadmium and also for reactive blue 15 (RB-15), brilliant green (BG), reactive yellow (RY) and reactive blue (RB) dyes. The experiments were carried out by batch method and the results were fitted with non-linear regression of the models of Langmuir, Freundlich and Sips, where the better fit was obtained using the last model. The biopolymers demonstrated better affinity for copper and among the dyes used, the best affinity was observed for RY. The C2MF, C4MF, CTN, TETF and IZLF biopolymers were also loaded with sodium ibuprofen (IBU) and diclofenac (DCLO) drugs. The release investigations were performed in simulated body fluids, resulting in slower release profile for DCLO. Through isothermal calorimetry processes, the interaction of IBU or Cu2+ with biopolymers was studied. The results indicated endothermic, spontaneous and entropically favorable processes for the drug and exothermic, spontaneous and favorable enthalpy process for the cationDoutoradoQuimica InorganicaDoutora em Ciência