3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.3.2. Nghiên cứu đặc trưng liên kết và cấu trúc mạng tinh thể của oligochitosan.
Sử dụng phổ FT-IR đểxác định các dao động liên kết đặc trưng trong phân tử
oligochitosan thể hiện trong hình 3.13.
Hình 3.13. Phổ FT-IR: a) CS nguyên liệu; b) Mẫu CS03 (KLPT ~7.000 g.mol-1); c) Mẫu CS04 (KLPT ~5.000 g.mol-1); d) Mẫu CS07 (KLPT ~3.000 g.mol-1).
Phổ FT-IR của mẫu chitosan ban đầu và các mẫu oligochitosan khối lượng phân tử ~3.000; 5.000; 7.000 g.mol-1 đều xuất hiện đỉnh ở vị trí số sóng 3.500 cm-1
đặc trưng cho chuyển vị của liên kết N-H và O-H, hai đỉnh ở vị trí số sóng 1.666 và 1.589 cm-1đặc trưng tương ứng cho liên kết của nhóm -C=O và liên kết cộng hóa trị
của nhóm amino (N-H). Đỉnh ở vị trí 1.162 cm-1đặc trưng cho dao động C=O- của
c) d)
b) a)
cầu nối oxy do sự khửnhóm axetyl trong vòng glucosamin. Các đỉnh ở vị trí số sóng từ1.028 đến 1.079 cm-1đặc trưng cho các liên kết C-O-H, C-O-C, CH2CỌ Ngoài ra, trong phổ FT-IR của chúng còn có đỉnh ở vị trí số sóng 892 cm-1đặc trưng dao động liên kết của C-H trong cấu trúc của các polysaccarit. Các đỉnh ở khoảng vị trí số sóng từ2.920 đến 2.881 cm-1đặc trưng cho dao động liên kết C-H. Liên kết CH-OH (cộng hóa trị) trong phổ FT-IR được thể hiện các đỉnh có vị trí số sóng 1.413 - 1.419 cm−1.
Kết quả phân tích phổ FT-IR cho thấy quá trình suy giảm khối lượng phân tử
chitosan tạo ra các oligochitosan có khối lượng phân tử nhỏ hơnnhưng không làm
thay đổi cấu trúc mạch phân tử do không xuất hiện các đỉnh mới trong oligochitosan so với chitosan ban đầụ Đối với chitosan khi chiếu xạở liều chiếu xạ cao là 21 kGy
và 42 kGy để thu oligochitosan có khối lượng phân tử 5.000 và 3.000 g.mol-1 (Hình 3.13c và 3.13d) có sự dịch chuyển đỉnh hấp thụở vị trí 3.500 cm-1 về phía vị trí có số
sóng thấp hơn chứng tỏ liên kết hydro trong phân tử với proton của oligochitosan yếu
hơn phân tử chitosan [19], nghĩa là chitosan có độ kết tinh lớn hơn oligochitosan. Như vậy, oligochitosan có khối lượng phân tử càng nhỏ thì càng có cấu vô định hình,
điều này cũng thể hiện trong giản đồ XRD ở hình 3.15. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả của tác giả Nguyễn Ngọc Duy và cs (2011) [63], Đặng Xuân Dự
(2015) [19] và Nguyễn Quốc Hiến và cs (2016) [143].
Hình 3.14. Giản đồ XRD của chitosan nguyên liệu (a) và OC3000.
Giản đồ XRD của chitosan và oligochitosan có khối lượng phân tử ~3.000 g.mol-1 (OC3000) thể hiện trên hình 3.14. Kết quả cho thấy giản đồ XRD của chitosan và OC3000 có hình dạng giống nhau và đều có 2 đỉnh cường độ thấp ở vịtrí 2θ ~9,8° và 2θ ~19,8° đặc trưng cho chitosan. Oligochitosan có cấu trúc vô định hình nhiều
hơn chitosan, tức là độ kết tinh yếu hơn chitosan chứng tỏ quá trình suy giảm khối a)
lượng phân tử gần như không làm thay đổi cấu trúc đơn phân tử trong mạch chitosan
ban đầu mà chỉ cắt đứt liên kết β-1,4 glucozit làm giảm khối lượng phân tử.
Các oligochitosan có khối lượng phân tử ~3.000 g.mol-1; ~5.000 g.mol-1và 7.000 g.mol-1 được sử dụng để điều chế vật liệu lai nano silica/oligochitosan và nghiên cứu hiệu ứng kích kháng bệnh cây trồng phụ thuộc vào khối lượng phân tử
oligochitosan.
Nhận xét:
Phương pháp điều chỉnh khối lượng phân tử chitosan bằng xử lý H2O2 0,5% kết hợp với bức xạtia γ Co-60 điều chế oligochitosan là phương pháp an toàn không
làm thay đổi cấu trúc oligochitosan so với chitosan ban đầụ Việc bổ sung 03 lần H2O2
đạt nồng độ 0,5% sau mỗi chu kỳ chiếu chiếu xạ với liều 7 kGy đã làm giảm được liều chiếu xạ, chứng tỏphương pháp này hiệu quả, thân thiện môi trường hơn.