Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

SYNTHESE VON KATIONISCHEM CASSIATORA 1, 5 GALACTOMANNAN FÜR INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN: EIN GRÜNER ANSATZ

Deepak Sharma

Polysaccharide sind spezielle Biopolymere und werden eingehend auf ihre physikochemischen und medizinischen Eigenschaften untersucht. Galactomannane aus den Samen von Hülsenfrüchten sind eines der bedeutendsten industriell genutzten Polysaccharide mit vielfältigen Anwendungen in der Pharma-, Gesundheits-, Erdöl-, Papier- und Textilindustrie. Derzeit sind Guarkernmehl und seine Derivate die am häufigsten verwendeten industriell genutzten Galactomannane. Durch die steigende industrielle Nachfrage wurde Guarkernmehl teurer, was einen starken Bedarf an einem wirtschaftlichen und gleichwertigen Ersatz für Guarkernmehl erforderlich machte. Die aus den Samen von Cassia tora Linn. (wilde, einjährige krautige Pflanze, die in Indien und anderen tropischen Regionen in großen Mengen vorkommt) gewonnenen Galactomannane mit einem Galactose-Mannose-Verhältnis von 1:5 könnten ein guter Ersatz für Guarkernmehl sein. In diesem Sinne wurden kationische Derivate des C. tora-Gummis hergestellt. Quartäre Ammoniumderivate haben in der Industrie vielfältige Anwendungen, z. B. Aufgrund der Anwesenheit quartärer Gruppen in der Papierindustrie als Nassendzusatz, für Textilien, Shampoos, Spülungen, Lotionen, Cremes, Körperwaschmittel und Duschgels. In unserem Labor wurden quartäre Ammoniumderivate von Cassia tora-Gummi (CTG) unter Verwendung von 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid (CHPTAC) als kationisches Reagenz in einem alkalischen Medium unter verschiedenen Reaktionsbedingungen mithilfe einfacher Methoden hergestellt. Die Reaktionsbedingungen wurden durch Variation verschiedener Parameter wie Konzentration von NAOH und CHPTAC, Lösungsmittelverhältnis, Reaktionszeit und Temperatur optimiert. Die funktionalisierten Produkte wurden durch Schätzung des Stickstoffgehalts und Analyse des Substitutionsgrads (DS) charakterisiert. Der maximale DS (0,29) wurde unter Verwendung von 0,0123 Mol Gummi und 0,0125 Mol NAOH, 0,00956 Mol CHPTAC bei einer Reaktionszeit von 4 Stunden bei 50 °C erreicht. Darüber hinaus wurde das Produkt mithilfe spektroskopischer Techniken und rheologischer Studien charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die quaternisierten Produkte von Cassia tora nachhaltig für industrielle Anwendungen und gleichzeitig zum Schutz der Artenvielfalt genutzt werden können.