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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Brenda Gomes Fanchiotti
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Cavalheiro, Carla Cristina Schmitt (Presidente)
Tiera, Márcio José
Neumann, Miguel Guillermo
Oliveira, Kleber Thiago de
Título em português
Estudo da estabilidade da curcumina em quitosanas comercial e anfifílica
Palavras-chave em português
curcumina
fotofísica
quitosana
Resumo em português

O presente trabalho apresenta a síntese e a caracterização de um derivado de quitosana anfifílica preparado a partir da reação de despolimerização parcial da quitosana comercial, bem como a influência de ambos os polímeros (quitosana anfifílica e quitosana comercial) sobre as propriedades espectroscópicas da curcumina (CUR). Na etapa inicial, a quitosana comercial foi caracterizada e despolimerizada. Em seguida, foram realizadas reações de substituições para a inserção de grupos hidrofílicos (cloreto de 2-cloro-N,N-dietiletilamina - DEAE) e grupos hidrofóbicos (dodecil - DD) no polímero. O grau médio de substituição por grupos DEAE e DD foram determinados por Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN de 1H). A Concentração de Agregação Crítica (CAC) da quitosana anfifílica foi determinada (0,011 g L-1) utilizando pireno como sonda fluorescente. As propriedades fotofísicas da CUR na presença das quitosanas comercial e anfifílica foram estudadas por meio de técnicas de Espectroscopia de UV-Visível e de Fluorescência. Os espectros de absorção da desse corante na presença da quitosana modificada, em concentrações acima da CAC, apresentaram deslocamento para o azul, formação da banda em 360 nm e redução da absorbância em 420-425 nm, indicando que a quitosana modificada estabilizou as moléculas da CUR na forma ceto. Nos espectros de fluorescência também foi observado deslocamento para o azul, em contrapartida, a intensidade de emissão aumentou com o aumento da concentração do polímero modificado. Resultados similares foram obtidos para CUR em diferentes solventes, onde foi observado maior intensidade de emissão e deslocamento da banda para menores comprimentos de onda com a diminuição da polaridade do solvente. O equilíbrio tautomérico da CUR é deslocado para a forma ceto em solventes apolares. O valor de rendimento quântico obtido foi maior para o cromóforo em quitosana modificada (QM= 0,05 g/L, acima da CAC) do que nos outros ambientes poliméricos estudados. A porcentagem de degradação da CUR em QM 0,05 g L-1 foi menor em comparação a degradação nos outros meios. Essa concentração de QM está associada à sua forma agregada, onde estão presentes ambientes hidrofóbicos. A presença dos grupamentos DD na QM promove a formação de ambientes apolares que podem envolver as moléculas do corante, proporcionando maior estabilidade.

Título em inglês
Study of curcumin stability in commercial and amphiphilic chitosans
Palavras-chave em inglês
chitosan
curcumina
photophysics
Resumo em inglês

This work presents the synthesis and characterization of an amphiphilic chitosan derivative prepared from deacetylation of commercial chitosan, as well as both polymers influence (amphiphilic and commercial chitosan) regarding the spectroscopic properties of curcumin. Firstly, the commercial chitosan was characterized and depolymerized. Then, the substitution reactions were carried out to insert hydrophilic groups (DEAE) and hydrophobic groups (dodecyl), being the average degree of substitution by DEAE and dodecyl groups determined by Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
(1H NMR). The Critical Aggregation Concentration (CAC) of amphiphilic chitosan was determined (0,011 g L-1) using pyrene as a fluorescent probe. The photophysical properties of curcumin in the presence of commercial and amphiphilic chitosan were studied by UV-visible Spectroscopy and Fluorescence techniques. The absorption spectra of curcumin in the presence of amphiphilic chitosan, at concentrations above CAC presented a blue shifted, band formation at 360 nm and absorbance reduction at
420-425 nm, indicating that modified chitosan stabilized curcumin molecules in the keto form. The fluorescence spectra also presented a blue shifted, however, the emission intensity was raised with an increasing of modified polymer concentration. Similar results were obtained to curcumin in different solvents, it was observed the increasing of emission intensity and a band shift to smaller wavelengths due to a decreased of solvent polarity. The tautomeric equilibrium of curcumin is shifted to keto form in non-polar solvents. The fluorescence quantum yield obtained for curcumin in modified chitosan presence (QM= 0,05 g/L, above CAC) was higher than other studied polymer environments. The degradation percentage of curcumin in QM 0,05 g L-1 was smaller in comparison to degradation in other environments. This QM concentration is associated to their aggregated form, wherein presents hydrophobic environments for curcumin. DD groups in the QM promote the hydrophobic environments formation and it can involve the dye molecules, promoting more stability.

 
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Data de Publicação
2019-06-06
 
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