CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. NGHIÊN CỨU THU NHẬN SODIUM ALGINATE TỪ RONG NÂU VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SODIUM ALGINATE
3.4.2. Xác định các đặc tính cấu trúc của các alginate khối lượng phân tử thấp
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium guluronate được trình bày ở hình 3.18.
Hình 3.18. Phổ 13C-NMR của sodium guluronate
Từ kết quả phân tích ở hình 3.18 cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C- NMR của sodium guluronate có 6 peak ứng với 6 nguyên tử cacbon của guluronic acid.
Peak ở trường thấp được gán cho cacbon anomer G-C1 ở vị trí có độ dịch chuyển hóa học 102,701 ppm - do đây là vị trí mà nguyên tử cacbon liên kết với nhiều nguyên tử
oxy nhất và sự che chắn của nguyên tử oxy từ liên kết axial mạnh hơn từ liên kết equatorial. Cacbon G-C6 của nhóm carboxyl của trường thấp do mật độ điện tử hướng về phía các nguyên tử oxy có độ âm điện lớn trong nhóm có độ dịch chuyển hóa học lớn nhất trong phổ tương ứng có độ dịch chuyển hóa học 177,014 ppm. Kế tiếp là tín hiệu của cacbon G-C4 ở vị trí có độ dịch chuyển hóa học 82,046 ppm. Ba cacbon còn lại đều nối với nhóm OH nên có đặc điểm gần giống nhau nhưng có độ dịch chuyển hóa học khác nhau. Tín hiệu cộng hưởng của 3 cacbon G-C2, G-C3 và G-C5 nằm khá gần nhau trong phân tử guluronic acid tương ứng với độ dịch chuyển hóa học 67,115 ppm, 71,145 ppm và 69,326 ppm.
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium guluronate của luận án phù hợp với các nghiên cứu đã công bố của các tác giả Heyraud và cộng sự (1996) [100], Shiroma và cộng sự (2007) [193], Grasdalen và cộng sự (1981, 1983) [88, 89].
Kết quả xác định phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR của sodium guluronate được trình bày ở hình 3.19.
Hình 3.19. Phổ 1H-NMR của sodium guluronate
Từ kết quả phân tích ở hình 3.19 cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H- NMR của sodium guluronate có 5 peak ứng với 5 tín hiệu cộng hưởng proton của guluronic acid. Peak ở trường thấp được gán cho proton anomer G-H1 với độ dịch chuyển hóa học 5,051 ppm, đây là độ dịch chuyển hóa học đặc trưng của Hα anomer - do đây là vị trí mà nguyên tử cacbon liên kết với nhiều nguyên tử oxy nhất và sự che chắn của nguyên tử oxy từ liên kết axial mạnh hơn từ liên kết equatorial. Kế tiếp là tín hiệu của proton G-H4 ở 4,116 ppm. Ba proton còn lại có đặc điểm gần giống nhau, tín hiệu cộng hưởng của proton G-H2 và proton G-H3 nằm khá gần nhau tương ứng độ dịch chuyển hóa học là 3,899 ppm và 4,027 ppm, tuy nhiên peak cộng hưởng của proton G- H5 lại tách ra xa hơn và lệch về phía trường yếu có độ dịch chuyển hóa học 4,448 ppm.
Từ những phân tích trên cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium guluronate của rong nâu T. ornata chỉ gồm 6 peak thể hiện cho 6 cacbon của acid guluronic. Đồng thời, phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR của sodium guluronate ở vùng anomer chỉ còn 1 peak với cường độ lớn - kết quả này chứng tỏ sodium guluronate đã được tách với độ sạch cao và liên kết trên mạch sodium guluronate là liên kết kiểu α anomer.
3.4.2.2. Đặc tính cấu trúc của sodium mannuronate
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium mannuronate được trình bày ở hình 3.20.
Từ kết quả phân tích ở hình 3.20 cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C- NMR của sodium mannuronate có 6 peak ứng với 6 nguyên tử cacbon của mannuronic acid. Peak ở trường thấp được gán cho cacbon anomer M-C1 ở độ dịch chuyển hóa học 102,113 ppm, do đây là vị trí mà nguyên tử cacbon liên kết với nhiều nguyên tử oxy nhất và sự che chắn của nguyên tử oxy từ liên kết axial mạnh hơn từ liên kết equatorial.
Cacbon M-C6 của nhóm carboxyl của trường thấp do mật độ điện tử hướng về phía các nguyên tử oxy có độ âm điện lớn trong nhóm có độ dịch chuyển hóa học lớn nhất trong phổ tương ứng độ dịch chuyển hóa học là 176,816 ppm. Kế tiếp là tín hiệu của cacbon M-C4 ở độ dịch chuyển hóa học 80,022 ppm, tín hiệu này bị đẩy về phía trường thấp so với các cacbon còn lại do cũng là cacbon liên kết glycosidic. Ba cacbon còn lại đều nối với nhóm OH nên có đặc điểm gần giống nhau, nhưng có độ dịch chuyển hóa học khác
nhau. Tín hiệu cộng hưởng của 2 cacbon M-C2 và M-C3 tương ứng ở 73,500 ppm và 72,094 ppm lại nằm khá gần nhau trong khi đó peak cộng hưởng của cacbon M-C5 ở 78,230 ppm lại tách ra xa hơn và lệch về phía trường yếu.
Hình 3.20. Phổ 13C-NMR của sodium polymannuronate
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium mannuronate thu nhận từ quá trình thủy phân sodium alginate của rong nâu T. ornata cũng tương đồng với các nghiên cứu đã công bố của các tác giả Heyraud và cộng sự (1996) [100], Shiroma và cộng sự (2007) [193], Grasdalen và cộng sự (1981, 1983) [88, 89] khi nghiên cứu phổ 13C-NMR của sodium mannuronate từ alginate của rong nâu.
Tiến hành xác định phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR của sodium
mannuronate của rong nâu T. ornata, kết quả được trình bày ở hình 3.21.
Hình 3.21.Phổ 1H-NMR của sodium polymannuronate
Từ kết quả phân tích ở hình 3.21 cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H- NMR của sodium mannuronate có 5 peak ứng với 5 tín hiệu cộng hưởng proton của mannuronic acid. Peak ở trường thấp được gán cho proton anomer M-H1 với độ dịch chuyển hóa học là 4,663 ppm - đây là độ dịch chuyển hóa học đặc trưng của H anomer - do đây là những vị trí mà nguyên tử cacbon liên kết với nhiều nguyên tử oxy nhất và sự che chắn của nguyên tử oxy từ liên kết axial mạnh hơn từ liên kết equatorial. Kế tiếp là tín hiệu của proton M-H4 có độ dịch chuyển hóa học trong khoảng 4,025 ppm. Ba proton còn lại có đặc điểm gần giống nhau, nhưng có độ dịch chuyển hóa học khác nhau.
Trong phân tử mannuronate có tín hiệu cộng hưởng của proton M-H2, M-H3 và M-H5
tương đối gần nhau có độ dịch chuyển hóa học tương ứng là 3,715 ppm và 3,902 ppm và 3,733 ppm.
Từ những phân tích trên cho thấy phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR của sodium mannuronate ở rong nâu T. ornata chỉ gồm 6 peak thể hiện cho 6 cacbon của acid mannuronic. Đồng thời, trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR của sodium mannuronate ở vùng anomer chỉ còn 1 peak với cường độ lớn chứng tỏ phân đoạn khối acid mannuronic đã được tách với độ tinh sạch cao và liên kết trên mạch mannuronate là liên kết kiểu anomer.