Авторы

  • Оля Кличева
    Институт химии и физики полимеров академии наук Республики Узбекистан

DOI:

https://doi.org/10.71337/inlibrary.uz.autoabstract.70717

Ключевые слова:

N-карбоксиметилхитозан наночастицы осадительная коацервация

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире большой интерес представляют производные ХЗ, которые получают химической, физической или ферментативной модификацией хитозана. В настоящее время развитие экспериментальных методов дало возможность получать биологически активные, экологически безопасные, нетоксичные препараты, обладающие водорастворимостью, гидрофильностью и другими основными свойствами.
В мире одной из важных задач является получение образцов карбоксиметилхитозана, обладающих различной степенью замещения и водорастворимостью, внедрение их в практику, а также расширение областей применения. По этой причине создание нового природного полимера -карбоксиметилхитозана, полученного методом алкилирования, обладающего биологической активностью, установление оптимальных условий реакции, кинетических параметров, электронного строения и определение физико-химических свойств являются основной задачей.
В годы независимости в республике особое значение уделено рациональному использованию природных ресурсов, в частности, созданию и применению биодеградируемых препаратов. В данном направлении активно развиваются научные и практические исследования по увеличению объема производства новых, импортозамещающих препаратов на основе местных источников сырья и достигнуты определенные результаты по обеспечению потребности республики, а также промышленности и других отраслей народного хозяйства. Следует отметить, что обеспечение необходимым количеством экологически безопасных, нетоксичных, биологически активных полимерных препаратов, полученных на основе природных полисахаридов, применяемых в сельском хозяйстве Республики недостаточно. Конкретные задачи для дальнейшего развития сельского хозяйства, поставленные в Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан «углубленная и качественная переработка отечественного сырья, увеличение производства экспортоориентированной конкурентоспособной промышленной продукции», послужат руководством в реализации данной работы. В связи с этим применение природного полимерного препарата-карбоксиметилхитозана, обладающего стимулирующим и росторегулирующим свойствами при капсулировании семян сельскохозяйственных культур и обработке цитрусовых растений, имеет особое значение.
Данное диссертационное направление в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», ПП-2789 от 17 февраля 2017 года «О мерах по дальнейшему совершенствованию деятельности Академии наук, организации, управления и финансирования научно-исследовательской деятельности», в Указе УП-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия Действий по пяти основным направлениям развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы», а также в других нормативноправовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является синтез О-карбоксиметилхитозана Bombyx топ, выявление особенностей реакции карбоксиметилирования хитозана, установление молекулярно-массовых характеристик и биологической активности.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
выявлены оптимальные условия синтеза О-карбоксиметилхитозана Bombyx mori путем варьирования концентрации гидроксида натрия, соотношения алкилирующего агента, температуры и продолжительности процесса и кинетические параметры скорость и энергия активации;
впервые установлен механизм реакции О-карбоксиметилирования хитозана путем изучения фазового и электронного строения КМХЗ на основе молекулярного моделирования в программе HyperChem 8.0;
обоснованы параметры регулирования степени замещения и водорастворимости при получении О-карбоксиметилхитозана;
доказаны молекулярно-массовые характеристики водорастворимого О-карбоксиметилхитозана, полученного на основе хитозана, методами вискозиметрии и скоростной седиментации.
Заключение
Результаты проведенных научных исследований по теме диссертации (PhD) «Синтез, свойства и применение О-карбоксиметилхитозана» состоят в следующем:
1. Впервые получен водорастворимый природный биополимер -карбоксиметилхитозан на основе хитозана Bombyx mori, методом алкилирования в среде изопропилового спирта при варьировании концентрации раствора гидроксида натрия, мольного соотношения ХЗ:МХУК, температуры, продолжительности реакции. Установлено, что при карбоксиметилировании хитозана степень замещения образцов составляет от 0,5 до 1,0; растворимость карбоксиметилхитозана в воде от 85 до 92,0%.
2. Предложен возможный механизм взаимодействия хитозана с монохлоруксусной кислотой в щелочной среде и определен состав карбоксиметилхитозана. Установлены значения скоростей реакции О-карбоксиметилхитозана, которые составляют от 0,47-105 моль/л с до 1,0-103 мол/лс 0,47, методами вискозиметрии и скоростной седиментации определена молекулярная масса карбоксиметилхитозана от Мп » 65500 до 78 900.
3. Впервые на основе компьютерного моделирования проанализировано пространственное и электронное строение карбоксиметилхитозана. Производные карбоксиметилхитозана характеризуются собственными геометрическими параметрами, дипольными моментами, энергиями ВЗМО и НСМО, эффективными зарядами на атомах и теплотами образования. В результате квантово-химического расчета АМ1 в вакууме определено, что заряд атома азота структуры О-КМХЗ составляет -0.325 eV.
4. Карбоксиметилхитозан был применен при капсулировании посевных семян селекционных сортов хлопчатника и овоще -бахчевых культур (лук, томат, морковь, свекла) как протравитель со стимулирующим эффектом. При капсулировании семян хлопчатника, карбоксиметилхитозаном с концентрацией 2%, при пересчете на 1 га для хлопка-сырца наблюдалось увеличение урожайности на =4,0-5,0% по отношению к контрольным (необработанным) семенам. Установлено, что черенки различных видов цитрусовых культур при обработке карбоксиметилхитозаном в условиях искусственного тумана развиваются в относительно короткие сроки.


background image

1

ПОЛИМЕРЛАР

КИМЁСИ

ВА

ФИЗИКАСИ

ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ

ИЛМИЙ

ДАРАЖАЛАР

БЕРУВЧИ

DSc.27.06.2017.FM/

К

/

Т

.36.01

РАҚАМЛИ

ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ПОЛИМЕРЛАР

КИМЁСИ

ВА

ФИЗИКАСИ

ИНСТИТУТИ

КЛИЧЕВА

ОЛЯ

БАХТИЯРОВНА

О

-

КАРБОКСИМЕТИЛХИТОЗАН

СИНТЕЗИ

,

ХОССАЛАРИ

ВА

ҚЎЛЛАНИШИ

02.00.06 –

Юқори

молекуляр

бирикмалар

КИМЁ

ФАНЛАРИ

БЎЙИЧА

ФАЛСАФА

ДОКТОРИ

(PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ

АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент

– 2017


background image

2

УДК

541.64:547.995.1

Фалсафа

доктори

(PhD)

диссертацияси

автореферати

мундарижаси

Оглавление

автореферата

диссертации

доктора

философии

(PhD)

Contents of dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)


Кличева

Оля

Бахтияровна

О

-

карбоксиметилхитозан

синтези

,

хоссалари

ва

қўлланиши

…………………………………………………………...................3


Кличева

Оля

Бахтияровна

Синтез

,

свойства

и

применение

О

-

карбоксиметилхитозана

..........................21


Klicheva Olya Baxtiyarovna

Synthesis, properties and application O-

с

arboxymethylithosane........................39


Эълон

қилинган

ишлар

рўйхати

Список

опубликованных

работ

List of published works .......................................................................................43


background image

3

ПОЛИМЕРЛАР

КИМЁСИ

ВА

ФИЗИКАСИ

ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ

ИЛМИЙ

ДАРАЖАЛАР

БЕРУВЧИ

DSc.27.06.2017.FM/

К

/

Т

.36.01

РАҚАМЛИ

ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ПОЛИМЕРЛАР

КИМЁСИ

ВА

ФИЗИКАСИ

ИНСТИТУТИ

КЛИЧЕВА

ОЛЯ

БАХТИЯРОВНА

О

-

КАРБОКСИМЕТИЛХИТОЗАН

СИНТЕЗИ

,

ХОССАЛАРИ

ВА

ҚЎЛЛАНИШИ

02.00.06 –

Юқори

молекуляр

бирикмалар

КИМЁ

ФАНЛАРИ

БЎЙИЧА

ФАЛСАФА

ДОКТОРИ

(PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ

АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент

– 2017


background image

4

Фалсафа

доктори

(PhD)

диссертацияси

мавзуси

Ўзбекистон

Республикаси

Вазирлар

Маҳкамаси

ҳузуридаги

Олий

аттестация

комиссиясида

B2017.1.PhD/

К

13

рақам

билан

рўйхатга

олинган

.

Диссертация

Полимерлар

кимёси

ва

физикаси

институтида

бажарилган

.

Диссертация

автореферати

уч

тилда

(

ўзбек

,

рус

,

инглиз

(

резюме

))

Илмий

кенгаш

веб

-

саҳифасида

(polychemphys.uz)

ва

«ZiyoNet»

ахборот

-

таълим

порталида

(www.ziyonet.uz)

жойлаштирилган

.

Илмий

раҳбар

:

Рашидова

Сайёра

Шарафовна

кимё

фанлари

доктори

,

профессор

,

академик

Расмий

оппонентлар

:

Каримов

Аминжон

Каримович

кимё

фанлари

доктори

,

профессор

Қодирхонов

Муродхон

Рашидхонович

кимё

фанлари

номзоди

,

доцент

Етакчи

ташкилот

:

Биоорганик

кимё

институти

Диссертация

ҳимояси

Полимерлар

кимёси

ва

физикаси

институти

ҳузуридаги

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01

рақамли

Илмий

кенгашнинг

2017

йил

«19»

декабрь

соат

14

00

даги

мажлисида

бўлиб

ўтади

. (

Манзил

: 100128,

Тошкент

шаҳри

,

Абдулла

Қодирий

кўчаси

,

7

б

уй

.

Тел

.:(+99871)241-85-94,

факс

: (+99871)241-26-60,

е

-mail: polymer@academy.uz.)

Диссертация

билан

Полимерлар

кимёси

ва

физикаси

институтининг

Ахборот

-

ресурс

марказида

танишиш

мумкин

. ( 7

рақами

билан

рўйхатга

олинган

.) (

Манзил

: 100128,

Тошкент

шаҳри

,

Абдулла

Қодирий

кўчаси

, 7

б

уй

.

Тел

.:(+99871)241-85-94).

Диссертация

автореферати

2017

йил

« 6 »

декабрь

куни

тарқатилди

.

(2017

йил

« 1 »

декабрь

даги

13

рақамли

реестр

баённомаси

.)



С

.

Ш

.

Рашидова

Илмий

даражалар

берувчи

Илмий

кенгаш

раиси

,

к

.

ф

.

д

.,

профессор

,

академик


Н

.

Р

.

Вохидова

Илмий

даражалар

берувчи

Илмий

кенгаш

илмий

котиби

,

к

.

ф

.

д

.,

кат

.

и

.

х

.

В

.

О

.

Кудишкин

Илмий

даражалар

берувчи

Илмий

кенгаш

ҳузуридаги

Илмий

семинар

раиси

,

к

.

ф

.

д

,

профессор



background image

5

КИРИШ

(

фалсафа

доктори

(PhD)

диссертацияси

аннотацияси

)

Диссертация

мавзусининг

долзарблиги

ва

зарурати

.

Дунёда

хитозанни

(

ХЗ

)

кимёвий

,

физикавий

ёки

ферментатив

модификациялаш

усуллари

билан

олинадиган

хитозан

ҳосилаларига

катта

эътибор

қаратилмоқда

.

Бугунги

кунда

экспериментал

усулларнинг

ривожланиши

сувда

эрувчан

,

гидрофил

,

биологик

фаол

,

экологик

хавфсиз

,

зарарсиз

ва

бошқа

махсус

хоссаларга

эга

бўлган

препаратлар

олиш

имконини

бермоқда

.

Жаҳон

миқёсида

хитозан

асосида

ҳар

хил

алмашиниш

даражасига

ва

сувда

эрувчанликка

эга

бўлган

карбоксиметилхитозан

(

КМХЗ

)

намуналарини

олиш

ҳамда

уларни

амалиётга

жорий

этиш

ва

қўлланилиш

соҳаларини

кенгайтириш

муҳим

вазифалардан

бири

ҳисобланади

.

Шу

сабабли

хитозан

асосида

умумий

алкиллаш

услуби

орқали

олинган

,

биологик

хоссаларга

эга

бўлган

янги

табиий

полимер

-

карбоксиметилхитозан

олишда

ва

синтезнинг

мақбул

шароитларини

,

кинетик

параметрларини

,

электрон

тузилиши

ва

физик

-

кимёвий

тавсифларини

аниқлаш

муҳим

аҳамиятга

эга

.

Мустақиллик

йилларида

мамлакатимизда

табиий

ресурслардан

оқилона

фойдаланиш

,

жумладан

,

парчаланадиган

препаратларни

ишлаб

чиқариш

ва

ундан

фойдаланишга

алоҳида

эътибор

қаратилди

.

Мазкур

йўналишда

маҳаллий

хомашёлар

асосида

янги

,

импорт

ўрнини

босувчи

маҳсулотлар

ишлаб

чиқариш

ҳажми

ортиб

бормоқда

ва

ривожлантириш

мақсадида

илмий

-

тадқиқот

ишларини

юқори

даражада

ташкил

этишга

ҳамда

Республика

талабларини

қондириш

бўйича

кенг

чора

-

тадбирлар

амалга

оширилиб

,

муайян

натижаларга

эришилди

.

Таъкидлаш

жоизки

,

қишлоқ

хўжалиги

эҳтиёжлари

учун

зарур

миқдорда

экологик

хавфсиз

,

зарарсиз

бўлган

табиий

полисахаридлар

асосида

олинган

биологик

фаол

полимер

препаратларини

етишмовчилиги

кузатилмоқда

.

Ўзбекистон

Республикасини

янада

ривожлантириш

бўйича

Ҳаракатлар

стратегиясида

«

маҳаллий

хомашёни

чуқур

ва

қайта

ишлаш

негизида

,

экспортга

мўлжалланган

рақобатдош

саноат

маҳсулоти

ишлаб

чиқаришни

кўпайтиришни

таъминлаш

бўйича

»

вазифалар

белгилаб

берилган

.

Бу

борада

қишлоқ

хўжалик

экинлари

уруғларини

капсулалаш

ва

цитрус

ўсимликларига

ишлов

бериш

жараёнида

рағбатлантирувчи

ва

ўсишни

бошқарувчи

хусусиятга

эга

бўлган

табиий

полимер

препарати

-

карбоксиметилхитозан

ишлаб

чиқариш

ҳажмини

кўпайтириш

ва

уруғдорилагич

сифатида

қўллаш

алоҳида

аҳамият

касб

этади

.

Ўзбекистон

Республикаси

Президентининг

2010

йил

15

декабрдаги

ПҚ

-

1442-

сон

«2011-2015

йилларда

Ўзбекистон

Республикаси

саноатини

ривожлантириш

устувор

йўналишлари

тўғрисида

»

ги

, 2017

йил

17

февралдаги

ПҚ

-2789-

сон

«

Фанлар

академияси

фаолияти

,

илмий

-

тадқиқот

ишларини

ташкил

этиш

,

бошқариш

ва

молиялаштиришни

янада

такомиллаштириш

чора

-

тадбирлари

тўғрисида

»

ги

Қарорлари

, 2017

йил

7

февралдаги

ПФ

-4947-

сон

«2017-2021

йилларда

Ўзбекистон

Республикасини

ривожлантиришнинг

бешта

устувор

йўналиши

бўйича

Ҳаракатлар

стратегияси

»

Фармони

ҳамда

мазкур

фаолиятга

тегишли

бошқа

меъёрий

-

ҳуқуқий

ҳужжатларда


background image

6

белгиланган

вазифаларни

амалга

оширишда

ушбу

диссертация

тадқиқоти

муайян

даражада

хизмат

қилади

.

Тадқиқотнинг

Республика

фан

ва

технологиялари

ривожланиши

устувор

йўналишларига

мослиги

.

Мазкур

тадқиқот

Республика

фан

ва

технологиялар

ривожланишининг

VII. «

Кимёвий

технологиялар

ва

нанотехнологиялар

»

устувор

йўналишига

мувофиқ

бажарилган

.

Муаммонинг

ўрганилганлик

даражаси

.

КМХЗнинг

ишлатилиш

соҳаларини

кенгайиши

билан

дунё

миқёсида

қишлоқ

хўжаликнинг

турли

соҳалари

талабларига

мувофиқ

келадиган

карбоксиметилхитозан

реакцияларига

янги

ёндашувлар

ишлаб

чиқилиб

,

янги

турдаги

хомашёлардан

КМХЗ

синтез

қилиш

ва

махсус

физик

-

кимёвий

,

биологик

хоссаларига

эга

бўлган

маҳсулот

олиш

учун

хитозанни

модификация

қилиш

ва

функционал

гуруҳлар

киритиш

йўналишида

тадқиқотлар

сезиларли

ортиб

борди

.

Ушбу

йўналишдаги

тадқиқотларнинг

назарий

,

амалий

муаммоларига

бағишланган

илмий

ишлар

қуйидаги

чет

эл

олимлари

: Pushpika Katugampola (

АҚШ

),

Riccardo Muzzarelli (

Италия

), Ashutosh Tiwari (

Япония

), Hua-Cai Ge (

Хитой

),

Tanvir Muslim (

Бангладеш

), Reem K. Farag (

Миср

), V.K Mouryaa

(

Ҳиндистон

), Maria Enoi dos Santos Miranda (

Бразилия

), Nurul Hidayah Ahmad

Safee (

Малайзия

), Negar Sohofi (

Эрон

) R. A. Lusiana (

Индонезия

), Zeenat M.

Ali (

Покистон

), Siriwat Tungtong (

Тайланд

),

шунингдек

,

МДҲ

мамлакатларидан

Скрябин

К

.

Г

,

к

.

ф

.

д

.

Михайлов

С

.

Н

,

к

.

ф

.

д

.

Варламов

В

.

П

.,

Вихорева

Г

.

А

,

Акопова

Т

.

А

,

Александрова

В

.

А

.,

Гамзазаде

А

.

И

,

Нудьга

Л

.

А

,

Пестов

А

.

В

.

ва

бошқалар

томонидан

функционаллашувнинг

асосий

усуллари

таҳлил

этилган

,

хитозанни

карбоксиметиллаш

жараёнларини

тажрибада

амалга

ошириш

ва

янги

сунъий

материаллар

сифатида

қўллаш

имкониятларини

ўрганишга

доир

тадқиқотлар

олиб

борилмоқда

.

Бу

соҳада

академик

С

.

Ш

.

Рашидова

ва

унинг

шогирдлари

томонидан

олинган

илмий

тадқиқот

натижалари

республикамиз

халқ

хўжалигининг

турли

тармоқларида

кенг

қўлланилмоқда

.

Аммо

ҳозирда

юртимиз

қишлоқ

хўжалик

амалиётида

,

айниқса

полимер

асосли

препаратлар

ишлаб

чиқиш

долзарб

вазифа

ҳисобланади

,

шунингдек

ғўза

уруғларини

капсулалашда

маҳаллий

хомашёлар

асосида

валюта

эвазига

олиб

келинадиган

маҳсулотлар

ишлаб

чиқариш

соҳасида

олиб

бориладиган

илмий

тадқиқотлар

,

уни

Республикамизда

ишлаб

чиқариш

йўлга

қўйилаётганини

назарга

олинса

,

муаммонинг

илмий

-

амалий

аҳамиятини

яққол

белгилаб

беради

.

Тадқиқотнинг

диссертация

бажарилган

илмий

-

тадқиқот

муассасасининг

илмий

-

тадқиқот

иши

режалари

билан

боғлиқлиги

.

Диссертация

тадқиқотлари

Полимерлар

кимёси

ва

физикаси

институти

илмий

тадқиқот

ишлари

режасининг

ФОЁ

-

А

-12 «

Bombyx mori

хитозани

асосида

экологик

хавфсиз

,

биологик

фаол

препаратлар

ишлаб

чиқиш

(

ветеринария

ва

қишлоқ

хўжалиги

учун

)» (2010-2012

йй

);

ФА

-

А

12-

Т

-009

«

Bombyx mori

(

карбоксиметил

-,

сульфат

-,

аскорбат

-)

хитозанининг

ҳосиласи

ва

наноҳосиласини

олиш

технологиясини

ишлаб

чиқиш

» (2012-2014

йи

.);

КА

-12-001 «

Хитозан

ва

унинг

ҳосилалари

металлокомплексларини

олиш


background image

7

технологиясини

ишлаб

чиқиш

,

уларнинг

қишлоқ

хўжалиги

экинлари

касалликларини

олдини

олиш

ва

даволашда

ишлатилиши

(

вилт

,

илдиз

чириши

ва

монилиоз

)» (2015-2017

йй

.)

мавзуларидаги

фундаментал

ва

амалий

лойиҳалари

доирасида

бажарилган

.

Тадқиқотнинг

мақсади

Bombyx mori

О

-

карбоксиметилхитозанини

синтез

қилиш

,

карбоксиметиллаш

реакциясининг

хусусиятларини

,

молекуляр

-

массавий

характеристикаларини

ҳамда

биологик

фаолликларини

аниқлашдан

иборат

.

Тадқиқотнинг

вазифалари

:

Bombyx mori

хитозанини

карбоксиметиллаш

реакциясининг

хусусиятларини

ва

карбоксиметилхитозаннинг

О

-

алмашинган

намуналарини

олишнинг

мақбул

шароитларини

ва

кинетик

параметрларини

аниқлаш

;

О

-

карбоксиметилхитозаннинг

молекуляр

-

массавий

тавсифларини

ва

унинг

сорбцион

фаоллигини

аниқлаш

;

карбоксиметилхитозан

электрон

тузилишини

ва

эритувчи

молекулалари

билан

таъсирини

моделлаштириш

;

пахта

экини

селекция

навлари

уруғларини

,

сабзавот

-

полиз

экинлари

(

пиёз

,

помидор

,

сабзи

,

лавлаги

)

уруғларини

капсулалашда

ва

цитрус

ўсимликлари

қаламчаларига

ишлов

беришда

О

-

карбоксиметилхитозаннинг

биологик

фаоллигини

аниқлаш

.

Тадқиқотнинг

объекти

.

Турли

алмашиниш

(

АД

)

ва

эрувчанлик

даражасига

(

ЭД

)

эга

бўлган

О

-

карбоксиметилхитозан

намуналари

,

табиий

полимер

препаратлари

,

қишлоқ

хўжалик

уруғларидан

иборат

.

Тадқиқотнинг

предмети

.

Карбоксиметилхитозанни

синтез

қилиш

жараёнини

ва

асосий

шароитларини

ўзгартириш

орқали

алмашиниш

ва

эрувчанлик

даражасини

аниқлаш

ҳамда

О

-

КМХЗ

қишлоқ

хўжалик

уруғларини

капсулалаш

усули

ва

цитрус

ўсимликларига

ишлов

бериш

орқали

биологик

хоссаларини

ўрганишдан

иборат

.

Тадқиқотнинг

усуллари

.

Тадқиқот

жараёнида

рентген

тузилиш

таҳлиллар

,

ИҚ

-

ва

ЯМР

-

спектроскопия

,

сув

буғлари

сорбцияси

,

квант

-

кимёвий

ҳисоблар

ҳамда

кимёвий

таҳлил

усуллари

қўлланилган

.

Тадқиқотнинг

илмий

янгилиги

қуйидагилардан

иборат

:

Bombyx mori

О

-

карбоксиметилхитозанини

синтез

қилишнинг

мақбул

шароитлари

ишқор

концентрацияси

,

алкилловчи

агент

нисбати

,

реакция

ҳарорати

ва

давомийлигини

ўзгартирган

ҳолда

ва

кинетик

параметрлари

реакция

тезлиги

,

активланиш

энергияси

,

аниқланган

;

илк

бор

КМХЗнинг

фазовий

ва

электрон

тузилиши

HyperChem 8.0

дастури

ёрдамида

молекуляр

моделлаштириш

асосида

хитозаннинг

О

-

карбоксиметиллаш

реакция

механизми

аниқланган

;

О

-

карбоксиметилхитозан

намуналарини

олиш

жараёнида

алмашиниш

даражаси

ва

сувда

эрувчанлик

хоссаларини

бошқариш

шароитлари

асосланган

;

вискозиметрия

ва

тезлик

седиментацияси

методлари

орқали

хитозан

асосида

олинган

сувда

эрувчан

О

-

карбоксиметилхитозаннинг

молекуляр

-

массавий

тавсифлари

исботланган

;


background image

8

Тадқиқотнинг

амалий

натижалари

қуйидагилардан

иборат

:

изопропанол

спирти

муҳитида

хитозан

намуналарини

О

-

карбоксиметиллаш

реакцияларининг

мақбул

шароитлари

аниқланди

;

ўсишни

рағбатлантириш

хоссаларига

эга

бўлган

пленка

ҳосил

қилувчи

,

экологик

хавфсиз

,

зарарсиз

О

-

карбоксиметилхитозан

эритмаси

билан

қишлоқ

хўжалик

экинлари

уруғларини

капсулалашда

фойдаланишнинг

имкониятлари

кўрсатиб

берилган

;

биологик

фаолликка

эга

бўлган

карбоксиметилхитозан

эритмалари

цитрус

ўсимликлари

қаламчаларига

ишлов

беришда

қўлланилган

.

Тадқиқот

натижаларининг

ишончлилиги

.

Илмий

натижалар

ва

хулосаларнинг

асосланганлиги

изланишларнинг

квант

-

кимёвий

ҳисоблар

,

физик

-

кимёвий

ва

биологик

тадқиқот

услубларини

қўллаш

асосида

тасдиқланди

.

Олинган

тадқиқот

натижаларнинг

ҳаққонийлиги

уларнинг

республика

ва

халқаро

конференциялардаги

муҳокамаси

билан

изоҳланади

.

Тадқиқот

натижаларининг

илмий

ва

амалий

аҳамияти

.

Тадқиқотнинг

илмий

аҳамияти

Bombyx mori

хитозани

асосида

карбоксиметиллаш

синтези

ва

унинг

кенг

кимёвий

тадқиқ

қилинганлиги

,

шунингдек

ишқор

концентрацияси

,

алкилловчи

агент

сарфи

,

ҳарорат

ва

реакция

давомийлиги

ўртасидаги

боғлиқликни

аниқлашдан

иборат

.

Ҳар

хил

алмашиниш

даражасига

эга

бўлган

,

сувда

эрувчан

О

-

КМХЗ

ажратиш

усуллари

,

унинг

модификациялаш

жараёнини

,

квант

кимёвий

ҳисоб

усуллари

орқали

структураларини

белгилаш

юқори

молекуляр

кимёнинг

мазкур

йўналиши

ривожлантириш

ва

полисахаридлар

асосида

биологик

фаолликни

намоён

этувчи

препаратлар

яратиш

бўйича

аниқ

муаммоларни

ечиш

имконини

беради

.

Тадқиқот

натижаларининг

амалий

аҳамияти

Bombyx mori

карбоксиметилхитозанини

пахта

экини

селекция

навлари

уруғларини

ва

сабзавот

-

полиз

экинлари

(

пиёз

,

помидор

,

сабзи

,

лавлаги

)

уруғларини

экиш

олдидан

қайта

ишлашда

рағбатлантириш

хусусиятига

эга

бўлган

уруғдорилагич

сифатида

ва

цитрус

ўсимликларига

ишлов

беришда

қўллашдан

иборат

.

Тадқиқот

натижаларининг

жорий

қилинганлиги

.

Bombyx mori

хитозанини

биологик

фаол

ва

ўсишни

бошқариш

таъсирига

эга

бўлган

сувда

эрувчан

полисахаридлар

олган

ҳолда

алкиллаш

реакцияларини

тадқиқ

қилиш

бўйича

олинган

натижалар

асосида

:

О

-

карбоксиметилхитозан

препаратининг

ўсишни

бошқарувчи

хусусиятларини

аниқлаш

учун

амалиётда

Зафаробод

тумани

«

Тоштемир

ота

»

фермер

хўжалигида

АН

-

Баёут

-2

навини

ғўза

уруғларини

капсулалашда

жорий

этилган

(

Қишлоқ

ва

сув

хўжалиги

вазирлигининг

2017

йил

14

ноябрдаги

02/20-587-

сон

маълумотномаси

).

Натижада

қўлланилган

карбоксиметилхитозан

препарати

пахта

ҳосилининг

назоратга

нисбатан

4–5%

ортганлигини

аниқлаш

имконини

берган

;

пахтанинг

С

-6524,

Бухоро

-6,

Наманган

-77

селекция

навлари

чигитларига

ишлов

бериш

учун

карбоксиметилхитозандан

фойдаланилган

(

Қишлоқ

ва

сув

хўжалиги

вазирлигининг

2017

йил

14

ноябрдаги

02/20-587-


background image

9

сон

маълумотномаси

).

Натижада

чигитнинг

бир

текис

униб

чиқиш

ва

юқори

пахта

ҳосилдорлигига

эришиш

имконини

берган

;

полисахаридларни

модификациялаш

жараёни

учун

КХА

9-047

рақамли

«

Ғўза

уруғларини

капсулалашда

янги

биополимер

композицияларини

қўлланилишини

ишлаб

чиқиш

»

мавзусидаги

лойиҳада

хитозан

ва

унинг

ҳосилалари

асосидаги

препаратларни

қўллашнинг

мақбул

ва

чегаравий

меъёрлари

ишлаб

чиқилган

ва

экишдан

олдин

ишлов

бериш

учун

ишлатилган

карбоксиметилхитозаннинг

самарадорлигини

аниқлашга

қўлланилган

(

Фанлар

академиясининг

2017

йил

29

ноябрдаги

4/1255-2542-

сон

маълумотномаси

).

Натижада

хитозан

асосидаги

полимер

препаратлар

ўсимликларнинг

ўсиши

ва

ривожланишига

рағбатлантирувчи

таъсир

қилишини

аниқлаш

имконини

берган

.

Тадқиқот

натижаларининг

апробацияси

.

Мазкур

тадқиқот

натижалари

4

та

халқаро

ва

5

та

республика

илмий

-

амалий

анжуманларида

муҳокамадан

ўтказилган

.

Тадқиқот

натижаларининг

эълон

қилиниши

.

Диссертация

мавзуси

бўйича

13

та

илмий

иш

чоп

этилган

,

шулардан

,

Ўзбекистон

Республикаси

Олий

аттестация

комиссиясининг

диссертациялар

асосий

илмий

натижаларини

чоп

этиш

тавсия

этилган

илмий

нашрларда

4

та

илмий

мақола

,

жумладан

, 3

таси

республика

ва

1

таси

хорижий

журналларда

нашр

этилган

.

Диссертациянинг

тузилиши

ва

ҳажми

.

Диссертация

таркиби

кириш

,

тўртта

боб

,

хулоса

,

фойдаланилган

адабиётлар

рўйхати

ва

иловалардан

иборат

.

Диссертациянинг

ҳажми

121

бетни

ташкил

этади

.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ

АСОСИЙ

ҚИСМИ

Кириш

қисмида

диссертация

мавзусининг

долзарблиги

ва

зарурияти

асосланган

,

тадқиқот

мақсади

ва

вазифалари

,

ҳамда

объект

ва

предметлари

шакллантирилган

,

тадқиқотларнинг

Ўзбекистон

Республикаси

фан

ва

технологиялар

тараққиётининг

устувор

йўналишларига

мувофиқлиги

ва

ишончлилиги

белгиланган

,

тадқиқотларнинг

илмий

янгилиги

,

амалий

натижалари

келтирилган

,

олинган

натижаларнинг

назарий

ва

амалий

аҳамияти

,

уларнинг

амалиётга

жорий

этилиши

баён

этилган

,

эълон

қилинган

ишлар

бўйича

маълумотлар

ва

диссертация

тузилиши

келтирилган

.

Диссертациянинг

«

Хитозаннинг

карбоксиметилланган

ҳосилаларини

олиш

реакциялари

ҳақидаги

умумий

тасаввурлар

»

номли

дастлабки

бўлимида

турли

хилдаги

хомашё

манбаларидан

хитозаннинг

карбоксиметилланган

сувда

эрувчан

ҳосилаларини

олиш

,

уларнинг

молекуляр

тавсифлари

ва

физик

-

кимёвий

хоссаларини

ўрганиш

борасидаги

замонавий

тасаввурларга

бағишланган

адабиётлар

маълумотлари

таҳлил

қилинган

.

Маҳаллий

хомашё

-

Bombyx mori

ипак

қурти

ғумбаги

асосида

карбоксиметилхитозан

олиш

реакциясининг

мақбул

шароитлари

ҳақидаги

маълумотлар

таҳлилига

алоҳида

эътибор

қаратилган

.

Карбоксиметилланган

хитозан

олиш

механизмлари

,

унинг

физик

-

кимёвий

хоссалари

,

структуравий

тавсифларини

аниқлаш

ва

қишлоқ

хўжалик

экинлари

уруғларини


background image

10

капсулалашда

соғлом

кўчатлар

униб

чиқиши

ва

ҳосилдорликнинг

ортишига

сабаб

бўлувчи

биологик

фаолликни

намоён

этиши

ёритилган

.

Диссертациянинг

«

Объектлар

,

карбоксиметилхитозани

олиниши

ва

тадқиқ

этиш

усуллари

»

номли

иккинчи

бўлими

реагентлар

ҳақида

маълумотлар

,

турли

молекуляр

массали

О

-

карбоксиметилхитозанни

синтез

қилиш

услублари

,

карбоксиметилхитозан

намуналарининг

структураси

ва

физик

-

кимёвий

кўрсаткичларини

тадқиқ

қилиш

усуллари

,

Bombyx mori

карбоксиметилхитозанининг

биологик

хоссаларини

аниқлаш

усуллари

келтирилган

.

Диссертациянинг

«

Bombyx mori

хитозанининг

О

-

карбоксиметилланган

ҳосилалари

»

номли

учинчи

бўлимида

маҳаллий

хомашё

,

Bombyx mori

ипак

қурти

ғумбаги

асосида

хитозанга

изопропил

спирти

(

ИПС

)

муҳитида

дастлабки

ишлов

берган

ҳолда

алкиллаш

усули

билан

синтез

қилишга

бағишланган

.

Изопропанол

хитозан

ва

унинг

ҳосилалари

молекулалари

билан

яхши

мойилликка

эга

бўлганлиги

сабабли

диспергатор

сифатида

дастлабки

ХЗ

нинг

ИПС

га

нисбати

(1:50)

бўлган

ҳолда

t=25

0

С

да

қўлланилган

.

Хитозанни

карбоксиметиллаш

жараёнида

ишқор

эритмасининг

концентрацияси

,

ҳарорат

,

карбоксиметиллаш

реакцияси

давомийлиги

ва

монохлорсирка

кислотаси

(

МХСК

)

миқдори

-

ХЗ

:

МХСК

нисбатини

танлаган

холда

бошқариб

турилди

. NaOH

концентрациясини

15%

дан

30 %

гача

орттирилганда

ишқорий

ишлов

билан

олинган

хитозан

намунасининг

эрувчанлиги

87,9%

дан

93,4%

гача

ортади

.

Қаттиқ

занжирли

хитозаннинг

дастлабки

ишқорий

ишлови

намунанинг

бўкишига

олиб

келиб

,

макромолекуладаги

гидроксил

гуруҳларининг

водород

боғлари

кучсизланишига

ва

молекулалараро

таъсирнинг

камайишига

сабаб

бўлади

,

бу

функционал

гуруҳлар

бирикишини

осонлаштиради

.

Реакция

давомида

ишқор

концентрациясини

оширганда

N,O-

КМХЗ

намуналари

пайдо

бўлиши

ҳосил

бўлади

. N-

КМХЗ

намуналари

кислотали

муҳитда

хитозан

ва

глиоксил

кислотаси

ўзаро

таъсири

орқали

кейинчалик

натрий

боргидриди

кайтарувчи

ёрдамида

(NaBH

4

)

олинади

.

КМХЗ

ҳосил

бўлганлигининг

далили

элемент

таҳлили

маълумотларида

акс

этади

.

Натижага

мувофиқ

карбокиметиллаш

жараёнидан

сўнг

полимерда

азот

миқдори

камайганлиги

ўринли

ҳисобланади

,

зеро

КМХЗ

да

азотнинг

масса

улуши

ХЗ

га

,

дастлабки

хитозанда

азот

миқдори

7,80 %

бўлса

,

олинган

карбоксиметилхитозанда

азот

миқдори

4,16%

ни

ташкил

этади

.

Эътибор

бериш

керакки

,

карбоксиметиллашдан

сўнг

олинган

намуналар

сувда

яхши

эрувчан

бўлиб

,

айни

ҳолда

дастлабки

хитозан

сувда

эриш

хусусиятига

эга

эмас

.

Бу

холат

гидрофил

бўлган

карбоксиметил

гуруҳларнинг

бирикиши

натижасида

юзага

келиб

,

КМХЗ

ҳосил

бўлганлиги

ҳақидаги

фикрни

яна

бир

бор

тасдиқ

этади

.

ХЗ

ва

КМХЗ

молекуляр

тузилишидаги

фарқ

ИК

-

спектроскопия

усули

ёрдамида

баҳоланган

.

Хитозан

ИК

спектрида

ОН

-

ва

N

Н

-

гурухларининг

валент

тебранишини

тавсифловчи

3460

см

-1

да

максимумга

эга

бўлган

кенг

ютилиш

чизиғи

мавжудлиги

ва

2900-3000

см

-1

ва

3120

см

-1

ютилиш

чизиқлари

мос

равишда

СН

-

ва

СН

2

-

гурухларнинг

валент

тебранишига

хос


background image

11

бўлиши

аниқланган

.

С

=

О

ва

N

Н

-

гурухларни

валент

тебранишлари

билан

боғлиқ

бўлган

(1665

см

-1

да

)

амид

-I

ва

(1665

см

-1

да

)

амид

-II

га

характерли

ютилиш

чизиғига

эга

.

Асосан

СН

-,

СО

-,

СОС

-

ва

С

=

С

-

гурухларнинг

деформацион

табранишлари

билан

боғлиқ

бир

нечта

чизиқлар

1300-1450

см

-1

ва

1000-1260

см

-1

интервалларда

мавжуд

.

КМХЗ

ИҚ

спектрларида

гидроксил

гуруҳларга

хос

3489-3415

см

-1

соҳаларда

ютилиш

чўққилари

кузатилади

. 1598

см

-1

соҳадаги

ютилиш

чизиқлари

С

=

О

гуруҳларга

таалуқлидир

(1-

расм

).

1-

расм

.

Рисунок

1.

ИК

-

спектры

хитозана

Bombyx mori

(1)

и

Na-

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

(2)

Карбоксиметилхитозаннинг

рентгенструктуравий

тадқиқотлари

олиб

борилиши

натижасида

хитозаннинг

карбоксиметилланишида

надмолекуляр

структура

ўзгариши

аниқланди

(2-

расм

).

2

θ

2-

расм

.

Bombyx mori

карбоксиметилхитозани

(1),

Bombyx mori

хитозани

(2)

дифрактограммаси

КМХЗ

нинг

рентгенограммаси

дифрактограммасида

аниқ

кўринадиган

чўққилари

бўлмаганлиги

,

деярли

тўғри

чизиқдан

иборат

эканлиги

олинган

КМХЗ

нинг

аморф

структурага

эга

эканлигини

кўрсатади

.

Шундай

қилиб

,

карбоксиметиллаш

хитозаннинг

бутунлай

аморфланишига

олиб

келади

.

ХЗ

:

МХСК

турли

нисбатларида

карбоксиметиллаш

реакцияси

олиб

борилди

.

ХЗ

/

МХСК

1:4

нисбатда

олинган

КМХЗ

намуналари

алмашиниш


background image

12

даражасининг

(

АД

)

энг

катта

қийматларига

эга

бўлиб

,

уларда

мазкур

кўрсаткич

1,0

ни

ташкил

этади

(1-

жадвал

).

1-

жадвал

КМХЗ

алмашиниш

даражасининг

ХЗ

:

МХСК

нисбатига

боғлиқлиги

,

t=60

0

С

,

τ

=3

соат

ХЗ

:

МХСК

нисбати

[

МХСК

]

конц

,

мол

/

л

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

АД

**

Р

***

, %

1:0,5 0,091 4,16 15,0

0,48

83,0

1:1 0,183

3,26 20,0

0,7

92,0

1:2 0,365

3,08 22,0

0,76

93,0

1:4 0,73

2,34 27,0

1,0

97,0

ω

*

-

намуналардаги

карбоксиметил

гуруҳлар

миқдори

;

АД

**-

намуналардаги

карбоксиметил

гуруҳлар

алмашиниш

даражаси

;

Р

***

-

КМХЗ

намуналарининг

сувда

эрувчанлиги

, %.

Реакцион

муҳитда

алкилловчи

агент

нисбатини

орттириш

карбоксиметил

гуруҳлар

миқдори

ошиши

,

шунингдек

мазкур

намуналардаги

ионоген

карбоксиметил

гуруҳлар

ҳисобига

эрувчанликнинг

ортишига

олиб

келади

.

Бироқ

,

айтиш

жоизки

,

МХСК

нинг

мол

миқдори

ортиши

билан

кўп

миқдорда

қуйимолекуляр

туз

ҳосил

бўлиб

,

бу

карбоксиметилхитозанни

тозалашда

ортиқча

спирт

сарф

этилишга

сабаб

бўлади

.

Шундай

қилиб

,

хитозанни

карбоксиметиллаш

реакциясида

ХЗ

:

МХУК

(1:1)

нисбати

оптимал

молли

нисбат

сифатида

танлаб

олинди

.

КМХЗ

намуналарини

олишда

ХЗ

:

МХУК

нисбатининг

турли

қийматлари

учун

реакция

тезликлари

ҳисобланди

(3-

расм

).

3-

расм

.

Реакция

тезлиги

ва

КМХЗ

алмашиниш

даражасининг

[

МХСК

]

концентрациясига

боғлиқлиги

3-

расмдан

кўриниб

турибдики

,

алмашиниш

тезлиги

тизимда

МХСК

концентрациясининг

ортиши

билан

ўсиб

,

бу

боғлиқлик

чизиқли

тавсифга

эга

эмас

.

Шунингек

,

концентрациянинг

ортиши

реакция

тезлигининг

2

баробар

ортишига

олиб

келади

.

Турли

миқдордаги

карбоксиметил

гуруҳлари

тутган

КМХЗ

намуналарини

олиш

имконияти

ҳарорат

ўзгариши

билан

боғлиқ

бўлганлиги

сабабли

Bombyx mori

хитозанини

карбоксиметиллаш

реакциясига


background image

13

ҳароратнинг

(40-70

0

С

)

таъсири

ўрганилди

.

Ҳароратнинг

ортиши

билан

КМХЗ

намуналарининг

АД

0,59

дан

0,79

гача

ортиши

қайд

этилди

(2-

жадвал

).

2-

жадвал

Алмашиниш

даражасининг

ҳароратга

боғлиқлиги

ХЗ

:

МХСК

молли

нисбати

(1:1),

τ

=3

ч

,

конц

. [

МХСК

]=0,183

мол

/

л

t

0

С

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

АД

**

Р

***

,%

Масса

,

г

40 4,21 17,0 0,5

85,0

0,294

50 3,45 19,0 0,6

89,0

0,296

60 3,26 20,0 0,7

92,0

0,324

70 2,47 22,0 0,79

91,0

0,331

Ҳарорат

t=60

0

С

бўлганда

олинган

КМХЗ

нинг

эрувчанлиги

92,3%

ни

,

t=70

0

С

ҳароратда

олинган

КМХЗ

нинг

эрувчанлиги

эса

91,0 %

ни

ташкил

этади

.

Кўринганидек

,

ҳароратнинг

ортиши

реакция

маҳсулотларинин

амид

туридаги

кўприксимон

боғлар

ҳосил

қилиб

,

қисман

чокланишига

сабаб

бўлади

.

Адабиётлар

таҳлилига

кўра

,

ҳалқалар

аро

тузли

боғлар

ҳосил

бўлиши

реакция

маҳсулотларининг

чокланишига

олиб

келади

.

Ҳарорат

кўтарилиши

билан

чоклар

миқдори

ҳам

ортиб

боради

.

Реакция

вақтининг

Bombyx mori

хитозанини

карбоксиметиллаш

жараёнига

таъсирини

ўрганиш

бўйича

тадқиқотлар

ХЗ

:

МХСК

нинг

доимий

нисбати

(1:1)

ва

ҳарорат

60

0

С

бўлган

шароитда

олиб

борилди

(3-

жадвал

).

3-

жадвал

Алмашиниш

даражасининг

реакция

вақтига

боғлиқлиги

ХЗ

:

МХСК

молли

нисбати

(1:1), t=60

0

С

,

конц

. [

МХСК

]=0,183

мол

/

л

τ

,

ч

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

АД

**,

%

Р

***

,%

Масса

,

г

2 5,1 16,0

0,5

86,0

0,301

3 3,26 20,0

0,70

92,0

0,324

4 4,05 21,0

0,75

88,0

0,334

5 3,91 22,0

0,76

88,0

0,341

3-

жадвалда

келтирилган

натижалардан

кўриниб

турибдики

,

хитозанни

карбоксиметиллашни

2

соатдан

5

соатгача

давом

эттирилганда

олинган

КМХЗ

намуналаридаги

карбоксиметил

гуруҳлар

миқдори

16,91

до

21,98 %

гача

ортади

.

Карбоксиметиллаш

реакциясини

2

соат

давомида

олиб

борилганда

алкилловчи

агент

бўлган

МХСК

реакцион

муҳитда

бир

текис

тақсимлана

олмаслиги

туфайли

реакция

қисман

бориб

,

олинган

маҳсулот

кичик

алмашиниш

даражасига

эга

бўлиб

қолиши

мумкин

.

Ҳарорат

60

0

С

,

реакция

вақти

3

соат

ва

ХЗ

/

МХСК

нисбати

1:1

бўлганда

олинган

карбоксиметилхитозан

(

АД

=0,7)

учун

кондуктометрик

титрлаш

эгрилари

титрант

сарфининг

маълум

диапазонига

мос

келувчи

синиқ

чизиқ

кўринишида

тавсифланади

(4-

расм

).


background image

14


4-

расм

.

Намуналар

эритмаларини

кондуктометрик

титрлаш

эгрилари

:

1-

ХЗ

; 2-

КМХЗ

(

АД

=0,76)

NaOH

эртимаси

билан

титрлашнинг

дастлабки

босқичида

КМХЗ

намуналари

учун

0

дан

V

1

гача

бўлган

оралиқ

эритмада

мавжуд

бўлган

кучли

кислотани

(

Н

3

О

+

)

нейтраллаш

учун

қўшилган

асос

ҳажмига

тўғри

келади

.

Кейинги

ўринларда

карбоксиметил

гуруҳларнинг

(

СН

2

СООН

)

титрланиши

учун

хос

бўлган

(V

1

-V

2

)

кесмалар

кузатилади

.

Титрлаш

давом

эттирилганда

(NH

3

+

;

+

NH

2

R;

+

NHR

2

;

бу

ерда

R–

СН

2

СООН

)

ионларини

нейтраллаш

учун

сарф

бўладиган

асос

ҳажми

(V

2

-V

3

)

акс

этади

.

Кейинги

титрлашда

кучли

электролитнинг

(NaOH)

ортиқча

ҳажмига

ишора

қилувчи

электр

ўтказувчанлик

G

sm

қийматининг

ортиши

кўринади

.

Хитозан

ва

карбоксиметилхитозан

полимер

занжирлари

тузилишидаги

фарқ

уларнинг

характеристик

қовушқоқлик

катталиклари

қийматларида

ҳам

намоён

бўлади

.

Тадқиқ

этилаётган

намуналарнинг

бундай

хусусиятини

баҳолаш

мақсадида

Марк

-

Кун

-

Хаувинк

тенгламаси

[

]

К

M

бўйича

ҳисоблар

олиб

борилди

.

Хитозан

учун

2%

ли

сувли

эритмада

СН

3

СООН

+2 %

СН

3

СОО

Na (

К

1,44*10

-4

дл

/

г

,

= 0,83)

бўлган

ҳолда

M

165200

ни

,

карбоксиметилхитозан

учун

Н

2

О

+2 % NaCl (

К

1,38*10

-4

дл

/

г

,

= 0,85)

бўлган

ҳолда

M

78900

ни

ташкил

этди

.

Молекуляр

массалардаги

бундай

фарқ

хитозаннинг

карбоксиметилланиши

занжирлар

молекуляр

массаларининг

сезиларли

даражада

камайиши

билан

боришини

кўрсатади

.

Хитозан

ва

карбоксиметилхитозаннинг

молекуляр

тавсифларини

аниқлаш

бўйича

олиб

борилган

вискозиметрик

тадқиқотлар

натижаларини

тасдиқлаш

мақсадида

тезликли

седиментация

бўйича

тажрибалар

олиб

борилди

.

Седиментация

чўққиси

сурилиши

ва

вақтни

тавсифловчи

графикларга

асосан

седиментация

константаси

S

ҳисоблаб

топилди

.

1

2

3

4

5

6

7

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

С

,

г

/

дл

1/S

5-

расм

. 1/S

нинг

концентрацияга

боғлиқлиги

Bombyx mori

хитозани

(1)

ва

карбоксиметилхитозани

учун

(2)

1

2


background image

15

Седиментация

константаси

S

нинг

полимер

эритмаси

концентрациясига

боғлиқлигини

экстрапояциялаш

орқали

С

=0

да

ХЗ

учун

0,62*10

-13

с

-1

га

,

КМХЗ

учун

S

0

=0,170 *10

-13

с

-1

га

тенг

бўлган

седиментация

коэффициентлари

қийматлари

олинди

Ултрацентрифугалаш

тажрибалари

натижалари

ҳам

КМХЗ

намунасининг

ММ

камайишини

тасдиқлайди

.

Молекуляр

массанинг

ҳисоблаб

топилган

абсалют

қийматлари

хитозан

учун

М

s

106000

ни

карбоксиметилхитозан

учун

эса

М

s

65500

ни

ташкил

этади

.

КМХЗ

нинг

М

s

қиймати

ХЗ

га

нисбатан

тахминан

1,6

баробар

кичик

эканлиги

аниқланди

.

ХЗ

ва

КМХЗ

нинг

сорбцион

тадқиқотлари

симобли

йўлаклар

ва

кварц

юклари

бўлган

Мак

-

Бэн

юқори

вакуумли

қурилмасида

298

К

ва

ҳавонинг

қолдиқ

босими

10

-3

-10

-4

Па

бўлган

шароитда

олиб

борилди

.

6-

расм

.

Сув

буғлари

сорбциясининг

муҳитнинг

нисбий

намлигига

боғлиқлиги

хитозан

(1)

ва

карбоксиметилхитозан

АД

=0,7 (2)

учун

Тадқиқотлар

25

0

С

да

нисбий

намлик

(10-100%)

бўлган

оралиқда

олиб

борилди

. 6-

расмдан

кўринадики

,

хитозан

сув

буғлари

ютилишида

камроқ

мойилликка

эга

.

Хитозаннинг

карбоксиметилланиши

механизмини

ўрганиш

натижасида

карбоксиметил

гуруҳларнинг

сув

ютилишида

асосий

марказ

ҳисобланувчи

глюкопираноз

ҳалқасининг

6-

углерод

атомига

бирикиши

эҳтимоли

кўпроқ

эканлиги

аниқланди

.

Шундан

келиб

чиққан

ҳолда

,

дастлабки

хитозанга

нисбатан

карбоксиметилхитозанда

кўпроқ

бўлган

сув

буғи

сорбциясининг

фоизлардаги

қиймати

тадқиқ

этилди

.

Берилган

шароитларда

хитозанни

карбоксиметиллаш

6-

ОН

да

боришини

тасдиқлаш

мақсадида

карбоксиметилхитозаннинг

(

КМХЗ

)

учта

ҳосиласи

HyperChem 8.0

дастури

ёрдамида

молекуляр

моделлаштириш

асосида

тадқиқ

этилди

.

Карбоксиметилхитозаннинг

учта

ҳосиласи

-

О

-

карбоксиметилхитозан

(

а

),

N,O-

карбоксиметилхитозан

(

б

)

и

N-

карбоксиметилхитозан

(

в

)

нинг

молекуляр

моделлаштирилишини

олиб

боришда

модел

сифатида

битта

мономер

ҳалқадан

ташкил

топган

фрагментлардан

фойдаланилди

(7-

расм

).

Мос

равишда

мувозанатли

геометрия

тўлиқ

энергияни

ядролар

орасидаги


background image

16

масофага

нисбатан

камайтирган

ҳолда

аниқланди

.

Карбоксиметилхитозаннинг

учала

структураси

учун

ҳалқанинг

қутбланиши

шундай

кўринадики

,

унда

карбоксил

гуруҳининг

водород

атомидаги

қисман

мусбат

заряд

ортади

ва

карбоксил

гуруҳининг

кислород

атомидаги

,

шунингдек

амин

гуруҳининг

азотидаги

қисман

манфий

заряд

ҳам

ортади

.

а

б

в

7-

расм

. Na-

карбоксиметилхитозан

структуралари

:

О

- (

а

), N,O- (

б

),

ва

N- (

в

)

ҳосилалар

4-

жадвал

Na-

карбоксиметилхитозан

структуралари

тўлиқ

энергиясининг

молекуляр

динамика

асосидаги

ҳисоби

Структура

Энергия

қиймати

(

ккал

/

мол

)

Когезия

энергияси

а

67.5166

2.0459

б

80.9077

2.07454

в

73.3711

2.2233

Полимер

молекулалари

алоҳида

фрагментларининг

эритмалардаги

ҳолатини

тадқиқ

этишда

ҳисоб

алгоритмларини

жамлаш

мумкин

.

Биринчи

ҳолатда

эритувчи

(

сув

)

молекулалари

классик

схемада

молекуляр

механика

усулида

ҳисобланди

, Na-

КМХЗ

структуралари

эса

квант

-

кимёвий

усулда

тадқиқ

этилди

.

Бунда

эритувчининг

мавжудлиги

модел

структуралар

электрон

зичлигининг

қайта

тақсимланишига

таъсир

кўрсатиши

кузатилди

.

Иккинчи

ҳолатда

ҳисоб

усулларини

жамлаш

зарурияти

шундан

келиб

чиқадики

,

полимер

молекуласи

ўлчами

квант

-

кимёвий

усулда

ҳисоб

олиб

боришга

ниҳоятда

катталик

қилади

.

Ҳисоблар

давомида

когезия

энергиясининг

минимал

қиймати

а

-

структурага

(4-

жадвал

),

яъни

O-

карбоксиметилхитозанга

тааллуқли

эканлиги

аниқландики

,

бу

тажриба

натижаларидан

тасдиқланганидек

,

карбоксиметилхитозан

синтезида

мазкур

ҳосиланинг

чиқиши

N,

О

-

ва

N-

ҳосилаларга

нисбатан

кўпроқ

бўлиши

мумкинлигини

кўрсатади

.

Ярим

эмпирик

усуллар

билан

ҳисобланган

ҳолда

ваккумда

ва

сувли

эритмада

карбоксиметилхитозан

атомларидаги

зарядлар

тақсимланиши

ҳамда

геометрияси

аниқланди

.

Ҳисоблар

натижасида

сув

молекулалари

ячейкани

дастлабки

тўлдиришда

юзага

келадиган

кучланишни

камайтириш

мақсадида

даврийлик

ячейкасида

қайта

тақсимланди

.

Эритувчининг

мавжудлиги

молекуланинг

қутбланишига

ва

молекула


background image

17

атомларидаги

зарядларнинг

ортишига

олиб

келди

.

Органик

молекулалар

геометриясини

ҳисоблашнинг

ноэмпирик

усуллаи

билан

бир

қаторда

эмпирик

усуллардан

ҳам

кенг

фойдаланилади

.

Карбоксиметилхитозан

структурасининг

электростатик

потенциали

АМ

1

усули

билан

ҳисобланди

(8-

расм

),

расмда

О

-

КМХЗ

учун

қиймати

келтирилган

.



8-

расм

.

Ҳисоблар

натижасида

олинган

Na-

карбоксиметилхитозан

(

О

-

шакли

молекуляр

модели

(

атомлар

зарядлари

рақамлар

билан

белгиланган

)

Диссертациянинг

тўртинчи

«

Bombyx mori

карбоксиметилхитозанининг

қишлоқ

хўжалик

экинлари

уруғлари

ва

цитрус

экинлари

қаламчаларига

ишлов

беришда

биологик

фаолликни

намоён

этиши

»

бобида

Bombyx mori

карбоксиметилхитозанининг

қишлоқ

хўжалик

экинлари

уруғларига

капсулалаш

усули

билан

экиш

олдидан

ишлов

беришдаги

биологик

фаоллигини

намоён

этишининг

тажриба

тадқиқотлари

натижалари

келтирилган

.

Пахта

ҳосилдорилиги

экиш

майдонларига

нисбатан

самараси

ўрганили

(5-

жадвал

).

Тажриба

тадқиқотлари

жараёнида

экин

майдонининг

1

га

га

нисбатан

энг

кўп

ҳосилдорлик

2%

ли

КМХЗ

учун

23,6

ц

/

га

, 23,6

ц

/

га

, 23,7

ц

/

га

ни

ва

УЗХИТАН

учун

23,6

ц

/

га

, 23,0

ц

/

га

, 24,9

ц

/

га

ни

ташкил

этганлигини

кўрсатди

,

мазкур

кўрсаткич

назорат

уруғларида

22,8

ц

/

га

, 21,5

ц

/

га

, 22,4

ц

/

га

эканлиги

қайд

этилди

.

Умумий

йиғим

ҳосилдорлиги

пахтанинг

С

-6524,

Бухаро

-6,

Наманган

-77

селекцион

навларининг

ишлов

берилмаган

уруғларида

(

назорат

) 34,0

ц

/

га

, 2,6

ц

/

га

, 33,8

ц

/

га

ни

,

КМХЗ

нинг

2 %

эритмаси

билан

ишлов

берилган

уруғларда

38,1

ц

/

га

, 37,3

ц

/

га

, 37,8

ц

/

га

ни

,

УзХИТАН

билан

ишлов

берилганда

эса

38,4

ц

/

га

, 37,5

ц

/

га

, 38,5

ц

/

га

ни

ташкил

этади

.

Айтиш

жоизки

,

уруғларига

КМХЗ

эритмалари

ва

УзХИТАН

препарати

билан

ишлов

берилган

ўсимликларнинг

кўсаклари

эрта

очилиш

хусусиятига

эга

бўлиб

,

юқори

сифатли

пахта

ҳосили

олиш

имконини

бериши

мумкин

.



background image

18

5-

жадвал

Пахта

ҳосилдорлиги

ҳақида

маълумот

Вариант

лар

15

сентябр

1

октябр

1

ноябр

Жами

кон

трол

га

+

йиғил

ган

,

г

ц

/

га

хисо

би

йиғил

ган

,

г

ц

/

га

хис

оби

йиғил

ган

,

г

ц

/

га

хисо

би

г

ц

/

га

«

С

-6524» R

2

1

Назорат

8208

22,8

2952

8,2

1080

3,0

12240 34,0

0

2

Далброн

8352

23,2

2988

8,3

1224

3,4

12564 35,0

1,0

3

УЗХИТАН

8496 23,6 3740

10,1

1692 4,7

13928

38,4

4,4

4

КМХЗ

1,5%

8460

23,5

3528

9,8

1152

3,2

13140 36,5

2,5

5

КМХЗ

2%

8496

23,6

3600

10,0

1620

4,5

13716 38,1

4,1

«

Бухоро

» R

2

1

Назорат

7740

21,5

3240

9,0

756

2,1

11736 32,6

0

2

Далброн

7740

21,5

3528

9,8

1260

3,5

12528 34,8

2,2

3

УЗХИТАН

8280 23,0 3780

10,5

1440 4,0 13500

37,5

4,9

4

КМХЗ

1,5%

8316

23,1

3564

9,9

1152

3,2

13032 36,2

3,6

5

КМХЗ

2%

8496

23,6

3672

10,2

1260

3,5

13428 37,3

4,7

«

Наманган

» R

2

1

Назорат

8064

22,4

2988

8,3

1115

3,1

12167

33,8

0

2

Далброн

7776

21,6

3780

10,5

1224

3,4

12780 35,5 1,7

3

УЗХИТАН

8964 24,9 3276 9,1 1620 4,5 13860

38,5

4,7

4

КМХЗ

1,5%

8676

24,1

3420

9,5

1030

2,9

13126 36,5 2,7

5

КМХЗ

2%

8532

23,7

3740

10,4

1320

3,7

13592 37,8 4,0

КМХЗ

ни

сабзавот

-

полиз

экинлари

уруғларига

Коратол

»

навли

пиёз

«

Мирзонмушак

»

навли

сабзи

, «

Судья

»

навли

карам

, «

Бордо

»

навли

лавлаги

уруғлари

)

ишлов

беришда

қўллаш

орқали

ўсиш

энергияси

(

ЎЭ

)

ва

уруғларнинг

униб

чиқиши

(

УЧ

)

назорат

намуналарига

(

ишлов

берилмаган

намуналар

)

нисбатан

юқори

эканлиги

қайд

этилди

.

6-

жадвал

КМХЗ

эритмаларининг

сабзавот

-

полиз

экинлари

уруғларининг

ўсиш

энергияси

ва

униб

чиқишга

таъсирини

тадқиқ

этиш

натижалари

Вариан

тлар

Қоратол

пиёзи

Мирзои

сабзиси

Судья

карами

Бордо

лавлагиси

ЎЭ

,%

5

кун

УЧ

%

12

кун

ЎЭ

,%

5

кун

УЧ

, %

10

кун

ЎЭ

,%

3

кун

УЧ

%

10

кун

ЎЭ

,%

5

кун

УЧ

,%

8

кун

Назорат

36,0

76,0

38,0 64,0

55,0

78,0 50,0

82,0

О

-

КМХЗ

42,5 81,0 42,0 68,0 59,0 82,0 57,0 87,0

Туман

ҳосил

қилувчи

қурилмаларда

цитрус

экинларининг

яшил

қаламчалари

билан

кўпайтиришда

карбоксиметилхитозанни

қўллаш

(

АД

=0,7)

имкониятларини

ўрганиш

устида

тадқиқотлар

олиб

борилди

.

Қаламчалар

5

х

5

см

чизма

бўйича

экилгач

,

ҳар

уч

кунда

гардиш

(

коллус

)

ҳосил

бўлиши

,

илдиз

ҳосил

бўлиши

ва

куртакларнинг

ўсиб

чиқа

бошлаши

кузатиб

борилди

(6-

жадв

.).

Кузатувлар

натижасида

турли

хилдаги

цитрус

экинларининг

қаламчалари

сунъий

туман

шароитида

турлича

ривожланиши

аниқланди

.


background image

19

Жадвалдан

кўринадики

,

коллусланиш

лимон

қаламчаларида

экилганидан

кейин

9-10

кунларда

бошланса

,

апелсин

ва

мандаринда

15-17

кунларда

рўй

беради

.

Олиб

борилган

тажрибалар

давомида

КМХЗ

0,4%

концентрацияли

эритмаси

билан

ишлов

берилган

лимон

қаламчаларида

илдиз

ҳосил

бўлиши

17

кунда

,

айни

ҳолат

апельсин

қаламчаларида

22-26

кунларда

намоён

бўлди

.

7-

жадвал

Сунъий

туман

шароитида

цитрус

экинлари

қаламчаларида

ризогенез

фенофазаларининг

бошланиши

Вариантлар

Лимон

Ф

-1

Тошкент

Коллус

ҳосил

бўла

бошлаши

Илдиз

ҳосил

бўла

бошлаши

Ёппасига

илдиз

ҳосил

бўлиши

Куртакларнинг

ўса

бошлаши

1

Назорат

20 30 50

40

2

КМХЗ

0,2%

10

18

25

24

3

КМХЗ

0,4%

9

17

24

23

4

КМХЗ

0,6%

15

23

31

39

5

КМХЗ

0,8%

17

25

33

41

6

КМХЗ

1,0%

19

27

35

43

Ўзбекистон

апелсини

1

Назорат

19 28 40

33

2

КМХЗ

0,2%

14

23

35

29

3

КМХЗ

0,4%

13

22

36

30

4

КМХЗ

0,6%

17

26

38

29

5

КМХЗ

0,8%

18

27

39

30

6

КМХЗ

1,0%

19

28

40

32

Кейинги

навбатда

цитрус

экинларида

илдиз

ҳосил

бўла

бошлаш

жараёни

билан

чамбарчас

боғлиқ

бўлган

ёппасига

илдиз

ҳосил

бўлиши

ўрганилди

.

Қаламчаларда

илдизлар

ҳосил

бўлиши

цитрус

экинлари

орасида

лимонда

кузатилиб

,

экувдан

кейинги

26-33

кунда

сунъий

туман

шароитида

қаламчаларда

ёппасига

илдиз

ҳосил

бўлди

.

Мазкур

жараён

апелсин

қаламчаларида

экилгандан

кейин

36-40

кунларда

кузатилади

.

Шундай

қилиб

,

сунъий

туман

шароитида

цитрус

экинларининг

яшил

қаламчаларини

етиштиришда

биологик

фаол

карбоксиметилхитозан

препаратини

қўллаш

имконияти

юзага

келади

.


background image

20

ХУЛОСАЛАР

«

О

-

карбоксиметилхитозан

синтези

,

хоссалари

ва

қўлланиши

» PhD

диссертацияси

мавзуси

бўйича

бажарилган

илмий

тадқиқотлар

натижалари

қуйидагилардан

иборат

:

1.

Илк

бор

Bombyx mori

хитозани

асосида

изопропил

спирти

муҳитида

алкиллаш

усули

билан

натрий

гидрооксиди

концентрацияси

,

ХЗ

:

МХСК

моль

нисбати

,

ҳарорат

,

реакция

давомийлигини

ўзгартирган

ҳолда

сувда

эрувчан

табиий

биополимер

-

О

-

карбоксиметилхитозан

синтез

қилинди

.

Хитозанни

карбоксиметиллашда

АД

0,5

дан

1,0

гача

,

карбоксиметилхитозан

намуналарининг

сувда

эрувчанлиги

85

дан

92,0%

гача

бўлганлиги

исботланди

.

2.

Хитозаннинг

ишқорий

муҳитда

монохлорсирка

кислотаси

билан

таъсирининг

мумкин

бўлган

механизми

ишлаб

чиқилди

ва

карбоксиметилхитозаннинг

таркиби

аниқланди

.

О

-

карбоксиметиллаш

реакция

тезликлари

0,47·10

5

мол

/

л

·

с

дан

1,0·10

5

мол

/

л

·

с

гача

бўлганлиги

исботланди

,

вискозиметрия

ва

тезликли

седиментация

усуллари

орқали

карбоксиметилхитозаннинг

молекуляр

массаси

M

65500

дан

78 900

гача

бўлганлиги

намоён

бўлди

.

3.

Илк

бор

компьютер

моделлаштириш

асосида

карбоксиметилхитозаннинг

фазовий

ва

электрон

тузилиши

таҳлил

қилинди

.

О

-

карбоксиметилхитозан

ҳосилалари

ўз

геометрик

параметрлари

,

дипол

моментлари

,

тепалик

банд

молекуляр

орбитали

ва

пастки

эркин

молекуляр

орбитали

энергиялари

,

атомлардаги

эффектив

зарядлари

ва

ҳосил

бўлиш

иссиқликлари

орқали

аниқланди

.

Вакуумда

АМ

1

квант

-

кимёвий

ҳисоблар

натижасида

бирикмалар

структурасидаги

азот

атоми

заряди

О

-

КМХЗ

учун

-

0.325 eV

ни

ташкил

қилди

.

4.

Карбоксиметилхитозан

пахта

ва

сабзавот

-

полиз

экинлари

(

пиёз

,

помидор

,

сабзи

,

лавлаги

)

уруғларини

экиш

олдидан

қайта

ишлашда

рағбатлантириш

хусусиятига

эга

бўлган

уруғдорилагич

сифатида

қўлланилди

.

Пахта

уруғларини

2%

концентрацияли

карбоксиметилхитозан

билан

капсулалашда

пахта

ҳосилининг

1

га

назорат

(

ишлов

берилмаган

)

уруғларга

нисбатан

4,0%

га

ортган

.

Сунъий

туман

шароитида

карбоксиметилхитозан

билан

ишлов

берилган

цитрус

экинлари

қаламчалари

нисбатан

қисқа

муддатларда

ривожланиши

қайд

этилди

.






background image

21

НАУЧНЫЙ

СОВЕТ

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01

ПО

ПРИСУЖДЕНИЮ

УЧЕНОЙ

СТЕПЕНИ

ПРИ

ИНСТИТУТЕ

ХИМИИ

И

ФИЗИКИ

ПОЛИМЕРОВ

ИНСТИТУТ

ХИМИИ

И

ФИЗИКИ

ПОЛИМЕРОВ

КЛИЧЕВА

ОЛЯ

БАХТИЯРОВНА

СИНТЕЗ

,

СВОЙСТВА

И

ПРИМЕНЕНИЕ

О

-

КАРБОКСИМЕТИЛХИТОЗАНА

02.00.06 –

Высокомолекулярные

соединения

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ

ДОКТОРА

ФИЛОСОФИИ

(PhD)

ПО

ХИМИЧЕСКИМ

НАУКАМ

Ташкент

-2017


background image

22

Тема

диссертации

доктора

философии

(PhD)

зарегистрирована

в

Высшей

аттестационной

комиссии

при

Кабинете

Министров

Республики

Узбекистан

за

номером

B2017.1.PhD/

К

13

Диссертация

выполнена

в

Институте

химии

и

физики

полимеров

.

Автореферат

диссертации

на

трех

языках

(

узбекский

,

русский

,

английский

(

резюме

))

размещен

на

веб

-

странице

Научного

совета

(polychemphys.uz)

и

информационно

-

образовательном

портале

«ZiyoNet» (www.ziyonet.uz).

Научный

руководитель

:

Рашидова

Сайёра

Шарафовна

доктор

химических

наук

,

профессор

,

академик

Официальные

оппоненты

:

Каримов

Аминжон

Каримович

доктор

химических

наук

,

профессор

Кодирхонов

Муродход

Рашидхонович

кандидат

химических

наук

,

доцент

Ведущая

организация

Институт

биоорганической

химии

льный

университет

Узбекистана


Защита

диссертации

состоится

«19»

декабря

2017

года

в

14

00

часов

на

заседании

Научного

совета

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01

при

Институте

химии

и

физики

полимеров

.

(

адрес

: 100128,

г

.

Тошкент

,

ул

.

А

.

Кадыри

7-

б

.

Тел

.:(+99871)241-85-94,

факс

: (+99871) 241-

26-60, E-mail:polychemphys.uz).

С

диссертацией

можно

ознакомиться

в

Информационно

-

ресурсном

центре

Института

химии

и

физики

полимеров

(

зарегистрирована

за

7).

адрес

: 100128,

г

.

Тошкент

,

ул

.

А

.

Кадыри

7-

б

.

Тел

.:(+99871) 241-85-94,

факс

: (+99871) 241-26-60.

Автореферат

диссертации

разослан

«6»

декабря

2017

года

.

(

реестр

протокола

рассылки

13

от

«1»

декабря

2017

года

.)





С

.

Ш

.

Рашидова

Председатель

научного

совета

по

присуждению

ученых

степеней

,

д

.

х

.

н

.,

профессор

,

академик


Н

.

Р

.

Вохидова

Ученый

секретарь

научного

совета

по

присуждению

ученых

степеней

,

д

.

х

.

н

.,

с

.

н

.

с

.

В

.

О

.

Кудышкин

Председатель

научного

семинара

при

научном

совете

по

присуждению

ученых

степеней

,

д

.

х

.

н

.,

профессор


background image

23

ВВЕДЕНИЕ

(

аннотация

диссертации

доктора

философии

(PhD))

Актуальность

и

востребованность

темы

диссертации

.

В

мире

большой

интерес

представляют

производные

ХЗ

,

которые

получают

химической

,

физической

или

ферментативной

модификацией

хитозана

.

В

настоящее

время

развитие

экспериментальных

методов

дало

возможность

получать

биологически

активные

,

экологически

безопасные

,

нетоксичные

препараты

,

обладающие

водорастворимостью

,

гидрофильностью

и

другими

основными

свойствами

.

В

мире

одной

из

важных

задач

является

получение

образцов

карбоксиметилхитозана

,

обладающих

различной

степенью

замещения

и

водорастворимостью

,

внедрение

их

в

практику

,

а

также

расширение

областей

применения

.

По

этой

причине

создание

нового

природного

полимера

-

карбоксиметилхитозана

,

полученного

методом

алкилирования

,

обладающего

биологической

активностью

,

установление

оптимальных

условий

реакции

,

кинетических

параметров

,

электронного

строения

и

определение

физико

-

химических

свойств

являются

основной

задачей

.

В

годы

независимости

в

республике

особое

значение

уделено

рациональному

использованию

природных

ресурсов

,

в

частности

,

созданию

и

применению

биодеградируемых

препаратов

.

В

данном

направлении

активно

развиваются

научные

и

практические

исследования

по

увеличению

объема

производства

новых

,

импортозамещающих

препаратов

на

основе

местных

источников

сырья

и

достигнуты

определенные

результаты

по

обеспечению

потребности

республики

,

а

также

промышленности

и

других

отраслей

народного

хозяйства

.

Следует

отметить

,

что

обеспечение

необходимым

количеством

экологически

безопасных

,

нетоксичных

,

биологически

активных

полимерных

препаратов

,

полученных

на

основе

природных

полисахаридов

,

применяемых

в

сельском

хозяйстве

Республики

недостаточно

.

Конкретные

задачи

для

дальнейшего

развития

сельского

хозяйства

,

поставленные

в

Стратегии

действий

по

дальнейшему

развитию

Республики

Узбекистан

«

углубленная

и

качественная

переработка

отечественного

сырья

,

увеличение

производства

экспортоориентированной

конкурентоспособной

промышленной

продукции

»,

послужат

руководством

в

реализации

данной

работы

.

В

связи

с

этим

применение

природного

полимерного

препарата

карбоксиметилхитозана

,

обладающего

стимулирующим

и

росторегулирующим

свойствами

при

капсулировании

семян

сельскохозяйственных

культур

и

обработке

цитрусовых

растений

,

имеет

особое

значение

.

Данное

диссертационное

направление

в

определенной

степени

служит

выполнению

задач

,

предусмотренных

в

Постановлении

Президента

Республики

Узбекистан

ПП

-1442

от

15

декабря

2010

года

«

О

приоритетах

развития

промышленности

Республики

Узбекистан

в

2011-2015

годах

»,

ПП

-

2789

от

17

февраля

2017

года

«

О

мерах

по

дальнейшему

совершенствованию

деятельности

Академии

наук

,

организации

,

управления

и

финансирования


background image

24

научно

-

исследовательской

деятельности

»,

в

Указе

УП

-4947

от

7

февраля

2017

года

«

Стратегия

Действий

по

пяти

основным

направлениям

развития

Республики

Узбекистан

на

2017-2021

годы

»,

а

также

в

других

нормативно

-

правовых

документах

,

принятых

в

данной

сфере

.

Соответствие

исследования

приоритетным

направлениям

развития

науки

и

технологии

в

Республике

.

Данное

исследование

выполнено

в

соответствии

с

приоритетным

направлением

развития

науки

и

технологий

Республики

Узбекистан

.

ПФИ

-7 «

Химия

,

теоретические

основы

химической

технологии

,

нанотехнологии

».

Степень

изученности

проблемы

.

С

повышением

роста

сферы

использования

КМХЗ

в

мире

возросло

число

исследований

в

направлении

получения

карбоксиметилхитозана

с

использованием

нового

подхода

к

реакциям

,

возможности

получения

КМХЗ

из

новых

видов

сырья

,

условий

их

модификации

и

функционализации

,

с

целью

создания

материалов

с

основными

физико

-

химическими

и

биологическими

свойствами

.

Теоретические

и

прикладные

вопросы

исследований

в

данном

направлении

активно

развиваются

зарубежными

учеными

- Pushpika Katugampola (

США

),

Riccardo Muzzarelli (

Италия

), Ashutosh Tiwari (

Япония

), Hua-Cai Ge (

Китай

),

Tanvir Muslim (

Бангладеш

), Reem K. Farag (

Египет

), V.K Mouryaa (

Индия

),

Maria Enoi dos Santos Miranda (

Бразилия

), Nurul Hidayah Ahmad Safee

(

Малайзия

), Negar Sohofi (

Иран

) R. A. Lusiana (

Индонезия

), Zeenat M. Ali

(

Пакистан

), Siriwat Tungtong (

Тайланд

),

учеными

из

стран

СНГ

К

.

Г

.

Скрябиным

,

С

.

Н

.

Михайловым

,

В

.

П

.

Варламовым

,

Г

.

А

.

Вихоревой

,

Т

.

А

.

Акоповой

,

В

.

А

.

Александровой

,

А

.

И

.

Гамзазаде

,

Л

.

А

.

Нудьгой

,

А

.

В

.

Пестовым

и

другими

учеными

проанализированы

основные

методы

функционализации

,

изучено

экспериментальное

осуществление

процессов

карбоксиметилирования

хитозана

и

возможное

применение

в

качестве

новых

искусственных

материалов

.

В

этой

области

научные

результаты

,

полученные

академиком

Рашидовой

С

.

Ш

.

и

ее

учениками

находят

широкое

применение

в

различных

областях

народного

хозяйства

нашей

республики

.

Однако

сейчас

в

сельскохозяйственной

практике

страны

,

несомненно

,

актуальной

задачей

является

разработка

полимерных

препаратов

,

в

частности

проведение

научных

исследований

в

области

капсулирования

семян

хлопчатника

препаратами

,

на

основе

отечественного

сырья

,

в

свете

организации

его

промышленного

производства

в

Республике

явно

просматривается

важное

научно

-

практическое

значение

проблемы

.

Связь

диссертационного

исследования

с

планами

научно

-

исследовательских

работ

научно

-

исследовательского

учреждения

,

где

выполнена

диссертация

.

Диссертационное

исследование

выполнено

в

рамках

плана

научно

-

исследовательских

работ

Института

химии

и

физики

полимеров

по

темам

ФОЕ

-12 «

Разработка

экологически

безопасных

,

биологически

активных

препаратов

на

основе

хитозана

Bombyx mori

(

для

ветеринарии

и

сельского

хозяйства

)» (2010-2012

гг

.);

ФА

-

А

12-

Т

-009

«

Разработка

технологии

получения

производных

и

нанопроизводных

хитозана

Bombyx mori

(

карбоксиметил

-,

сульфат

-,

аскорбат

- )» (2012-2014

гг

.);


background image

25

КА

-12-001 «

Разработка

технологии

получения

металлокомплексов

хитозана

и

его

производных

,

применение

их

в

профилактике

и

лечении

заболеваний

сельскохозяйственных

культур

(

вилт

,

корневая

гниль

и

монилиоз

)» (2015-

2017

гг

.).

Целью

исследования

является

синтез

О

-

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori,

выявление

особенностей

реакции

карбоксиметилирования

хитозана

,

установление

молекулярно

-

массовых

характеристик

и

биологической

активности

.

Задачи

исследования

:

изучение

особенностей

реакции

карбоксиметилирования

хитозана

и

выявление

оптимальных

условий

и

кинетических

параметров

получения

О

-

замещенного

карбоксиметилхитозана

;

установление

молекулярных

характеристик

и

сорбционной

активности

О

-

карбоксиметилхитозана

;

компьютерное

моделирование

взаимодействия

электронного

строения

карбоксиметилхитозана

с

молекулами

растворителя

;

выявление

биологической

активности

О

-

карбоксиметилхитозана

при

капсулировании

селекционных

сортов

семян

хлопчатника

,

овоще

-

бахчевых

культур

(

лук

,

томат

,

морковь

,

свекла

)

и

обработке

черенков

цитрусовых

культур

.

Объект

исследования

:

образцы

карбоксиметилхитозана

различной

степени

замещения

(

СЗ

)

и

растворимости

в

воде

,

природные

полимерные

препараты

,

семена

сельскохозяйственных

культур

.

Предмет

исследования

изучение

процессов

карбоксиметилирования

хитозана

Bombyx mori

путем

варьирования

основными

условиями

синтеза

и

биологических

свойств

методом

капсулирования

семян

сельскохозяйственных

культур

и

черенков

цитрусовых

растений

.

Методы

исследования

.

В

исследованиях

карбоксиметилхитозана

применяли

методы

ИК

-

и

ЯМР

-

спектроскопии

,

рентгеноструктурного

анализа

,

сорбции

паров

воды

,

квантово

-

химические

расчеты

и

химические

методы

исследования

.

Научная

новизна

диссертационного

исследования

заключается

в

следующем

:

выявлены

оптимальные

условия

синтеза

О

-

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

путем

варьирования

концентрации

гидроксида

натрия

,

соотношения

алкилирующего

агента

,

температуры

и

продолжительности

процесса

и

кинетические

параметры

скорость

и

энергия

активации

;

впервые

установлен

механизм

реакции

О

-

карбоксиметилирования

хитозана

путем

изучения

фазового

и

электронного

строения

КМХЗ

на

основе

молекулярного

моделирования

в

программе

HyperChem 8.0;

обоснованы

параметры

регулирования

степени

замещения

и

водорастворимости

при

получении

О

-

карбоксиметилхитозана

;

доказаны

молекулярно

-

массовые

характеристики

водорастворимого

О

-

карбоксиметилхитозана

,

полученного

на

основе

хитозана

,

методами

вискозиметрии

и

скоростной

седиментации

.


background image

26

Практические

результаты

исследования

заключаются

в

следующем

:

определены

оптимальные

условия

реакции

О

-

карбоксиметилирования

хитозана

в

среде

изопропилового

спирта

;

показана

возможность

применения

пленкообразующего

,

экологически

безопасного

,

нетоксичного

карбоксиметилхитозана

,

обладающего

росторегулирующими

свойствами

,

при

предпосевной

обработке

семян

сельскохозяйственных

культур

;

растворы

карбоксиметилхитозана

с

собственной

биологической

активностью

применялись

при

обработке

и

черенков

цитрусовых

культур

.

Достоверность

результатов

исследования

.

Обоснованность

научных

положений

и

выводов

подтверждаются

квантово

-

химическими

расчетами

,

физико

-

химическими

и

биологическими

методами

исследований

.

Подтверждением

полученных

результатов

служат

обсуждения

на

республиканских

и

международных

научных

конференциях

.

Научная

и

практическая

значимость

результатов

исследования

.

Научная

значимость

исследования

заключается

в

установлении

зависимости

между

концентрацией

щелочи

,

расходом

алкилирующего

агента

,

температурой

и

продолжительностью

реакции

карбоксиметилирования

.

Разработанные

методы

получения

водорастворимых

образцов

карбоксиметилхитозана

с

различной

степенью

замещения

,

их

модификация

,

установление

структуры

квантово

-

химическими

методами

позволили

развить

данное

направление

высокомолекулярной

химии

и

решить

конкретные

задачи

по

созданию

препаратов

с

биологически

активными

свойствами

.

Практическая

значимость

работы

заключается

в

получении

экологически

безопасного

водорастворимого

карбоксиметилхитозана

для

применения

при

капсулировании

посевных

семян

селекционных

сортов

хлопчатника

и

овоще

бахчевых

культур

(

лук

,

томат

,

морковь

,

свекла

)

и

цитрусовых

растений

как

протравитель

со

стимулирующим

эффектом

.

Внедрение

результатов

исследований

.

На

основе

научных

результатов

исследования

реакций

алкилирования

хитозана

Bombyx mori

с

получением

водорастворимых

полисахаридов

с

биологическими

активными

и

росторегулирующими

свойствами

:

препарат

О

-

карбоксиметилхитозан

на

практике

был

применен

в

Зафарабадском

районе

в

фермерском

хозяйстве

«

Тоштемир

ота

»

для

определения

росторегулирующих

свойств

при

капсулировании

семян

хлопчатника

сорта

АН

-

Баяут

-2 (

справка

Министерства

сельского

и

водного

хозяйства

РУ

02/20-587

от

14

ноября

2017

года

).

В

результате

применение

карбоксиметилхитозана

позволило

определить

увеличение

урожайности

хлопка

на

4-5%

по

сравнению

с

необработанными

семенами

;

карбоксиметилхитозан

был

применен

для

предпосевной

обработки

селекционных

сортов

хлопчатника

С

-6524,

Бухара

-6,

Наманган

-77 (

справка

Министерства

сельского

и

водного

хозяйства

РУ

02/20-587

от

14

ноября

2017

года

).

В

результате

выявлено

,

что

карбоксиметилхитозан

позволяет

получать

одинаковые

всходы

и

увеличить

урожайность

хлопка

;


background image

27

для

изучения

процесса

модификации

полисахаридов

в

государственном

научно

-

техническом

проекте

КХА

9-047

на

тему

: «

Разработка

применения

новых

биополимерных

композиций

при

капсулировании

посевных

семян

хлопчатника

»

разработаны

оптимальные

и

предельные

дозы

применения

препаратов

на

основе

хитозана

и

его

производных

и

определена

эффективность

применения

карбоксиметилхитозана

при

предпосевной

обработке

семян

хлопчатника

(

справка

Академии

наук

Республики

Узбекистан

4/1255-2542

от

29

ноября

2017

года

).

В

результате

выявлено

,

что

полимерные

препараты

оказывают

стимулирующее

действие

на

рост

и

развитие

растений

.

Апробация

результатов

исследований

.

Результаты

исследований

апробированы

на

5

республиканских

и

4

международных

конференциях

.

Опубликованность

результатов

исследования

.

По

материалам

диссертационной

работы

опубликовано

более

13

научных

работ

,

из

них

4

научных

статей

,

в

том

числе

3

в

республиканских

и

одна

в

зарубежных

журналах

,

рекомендованных

Высшей

аттестационной

комиссией

Республики

Узбекистан

для

публикации

основных

научных

результатов

докторской

(

Р

hD)

диссертации

.

Структура

и

объем

диссертации

.

Структура

диссертации

состоит

из

введения

,

четырех

глав

,

заключения

,

списка

использованной

литературы

.

Объем

диссертации

составляет

121

страницы

.

ОСНОВНОЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ДИССЕРТАЦИИ

Во

введении

обоснована

актуальность

и

востребованность

диссертации

,

сформулированы

цель

и

задачи

исследований

,

выявлены

объекты

и

предмет

исследований

,

определено

соответствие

исследований

приоритетным

направлениям

развития

науки

и

технологий

Республики

Узбекистан

,

обоснованы

их

достоверность

,

изложены

научная

новизна

и

практические

результаты

исследований

,

раскрыты

теоретическая

и

практическая

значимость

полученных

результатов

,

внедрение

их

в

практику

,

сведения

по

опубликованным

работам

и

структуре

диссертации

.

В

первой

главе

диссертации

«

Общие

представления

о

реакциях

получения

карбоксиметилированных

производных

хитозана

»

обсуждены

литературные

данные

,

посвященные

современным

представлениям

получения

водорастворимых

карбоксиметилированных

производных

хитозана

,

полученных

из

различных

видов

сырья

,

а

также

изучены

их

молекулярные

характеристики

и

физико

-

химические

свойства

.

Установлено

,

что

при

взаимодействии

хитозана

с

МХУК

образуются

О

-; N-; N,

О

замещенные

производные

,

причем

необходимостью

является

предварительная

подготовка

хитозана

и

регулирование

условий

процесса

карбоксиметилирования

(

мольное

соотношение

,

концентрация

реагентов

,

температура

и

другие

специфические

условия

).

Приведены

литературные

данные

о

результатах

исследования

их

физико

-

химических

свойств

,

структурных

характеристик

,

механизмов

получения


background image

28

карбоксиметилированного

хитозана

и

возможных

областях

применения

.

Выявлено

проявление

биологической

активности

карбоксиметилхитозана

при

капсулировании

семян

сельскохозяйственных

культур

и

черенков

цитрусовых

культур

,

что

способствует

получению

здоровых

всходов

и

увеличению

урожайности

.

Вторая

глава

диссертации

«

Объекты

и

методики

исследования

»

состоит

из

методической

части

,

в

которую

входят

характеристики

объектов

исследования

и

реагентов

,

методика

синтеза

образцов

О

-

карбоксиметилхитозана

с

различной

молекулярной

массой

,

методы

исследования

структуры

и

физико

-

химических

характеристик

образцов

карбоксиметилхитозана

,

методы

определения

биологических

свойств

образцов

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori.

Третья

глава

диссертации

«

О

-

карбоксиметилированные

производные

хитозана

Bombyx mori

»

посвящена

исследованиям

синтеза

карбоксиметилхитозана

на

основе

отечественного

сырья

,

куколок

тутового

шелкопряда

Bombyx mori

,

методом

алкилирования

с

предварительной

подготовкой

хитозана

в

среде

изопропилового

спирта

.

Изопропанол

использовали

в

качестве

диспергатора

,

поскольку

он

обладает

лучшей

совместимостью

с

молекулами

хитозана

и

его

производных

,

в

соотношении

исходного

ХЗ

к

ИПС

(1:50)

при

t=25

0

С

.

В

процессе

карбоксиметилирования

хитозана

регулировали

концентрацию

раствора

щелочи

,

содержание

монохлоруксусной

кислоты

(

МХУК

)

подбором

соотношения

ХЗ

:

МХУК

,

температуры

и

продолжительности

реакции

карбоксиметилирования

.

При

увеличении

концентрации

раствора

NaOH

от

15%

до

30

наблюдается

увеличение

растворимости

образца

хитозана

от

87,9%

до

93,4%,

полученного

при

щелочной

обработке

.

Предварительная

мерсеризация

жесткоцепного

хитозана

раствором

NaOH

способствует

набуханию

образца

,

которое

приводит

к

осслаблению

водородных

связей

гидроксильных

групп

в

макромолекуле

и

к

уменьшению

межмолекулярного

взаимодействия

,

что

обеспечивает

доступность

функциональных

групп

.

Однако

,

следует

особо

отметить

,

что

при

дальнейшем

увеличении

концентрации

раствора

NaOH,

происходит

неизбирательное

замещение

с

образованием

N,O-

КМХЗ

и

уменьшением

молекулярной

массы

,

что

вызвано

гидролизом

гликозидной

связи

полисахарида

.

Образцы

N-

КМХЗ

получали

путем

взаимодействия

хитозана

и

глиоксиловой

кислоты

с

последующим

восстановлением

боргидридом

натрия

(NaBH

4

)

в

кислой

среде

.

При

карбоксиметилировании

хитозана

Bombyx mori

наблюдается

увеличение

выхода

продукта

.

Это

один

из

параметров

,

который

свидетельствует

о

протекании

реакции

карбоксиметилирования

.

Другим

доказательством

образования

КМХЗ

являются

данные

элементного

анализа

.

Показано

,

что

после

карбоксиметилирования

наблюдается

снижение

содержания

азота

в

полимере

,

что

и

должно

иметь

место

,

поскольку

массовая

доля

азота

в

КМХЗ

ниже

,

чем

в

ХЗ

,

что

в

исходном

хитозане

составляет

7,80

%,

а

в

полученном

карбоксиметилхитозане

4,16%.


background image

29

Следует

особо

обратить

внимание

на

то

,

что

образцы

после

проведения

реакции

карбоксиметилирования

хитозана

растворяются

в

воде

,

тогда

как

исходный

хитозан

в

воде

нерастворим

.

Это

является

следствием

введения

гидрофильных

карбоксиметильных

групп

,

что

еще

раз

подтверждает

факт

образования

КМХЗ

.

Различие

в

молекулярном

строении

ХЗ

и

КМХЗ

оценено

с

помощью

ИК

-

спектроскопии

.

Обнаружено

,

что

в

ИК

-

спектре

хитозана

имеется

широкая

полоса

поглощения

с

максимумом

при

3460

см

-1

,

характеризующая

валентные

колебания

ОН

-

и

NH-

групп

и

полосы

поглощения

при

2900-3000

см

-1

и

3120

см

-1

,

соответствующие

валентным

колебаниям

СН

-

и

СН

2

-

групп

.

Имеются

характерные

полосы

поглощения

амид

-I (

при

1665

см

-1

)

и

амид

-II

(

при

1600

см

-1

),

обусловленные

валентными

колебаниями

C=O

и

NH-

групп

.

Несколько

полос

связанных

,

в

основном

,

с

деформационными

колебаниями

СН

-,

СО

-,

СОС

-

и

С

=

С

-

групп

имеются

в

интервале

1300-1450

см

-1

и

1000-

1260

см

-1

.

На

ИК

-

спектрах

КМХЗ

наблюдается

пик

поглощения

в

области

3489-

3415

см

-1

,

характерный

для

гидроксильных

групп

.

Полоса

поглощения

в

области

1598

см

-1

характерна

для

С

=

О

групп

(

рисунок

1).

Рисунок

1.

ИК

-

спектры

хитозана

Bombyx mori

(1)

и

Na-

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

(2)

Проведены

рентгеноструктурные

исследования

карбоксиметилхитозана

,

при

исследовании

которого

обнаружено

,

что

при

карбоксиметилировании

хитозана

изменяется

надмолекулярная

структура

(

рисунок

2).

2

θ

Рисунок

2.

Дифрактограмма

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

(1),

хитозана

Bombyx mori

(2)

Рентгенограмма

КМХЗ

практически

представляет

собой

прямую

линию

без

ярко

выраженных

рефлексов

на

дифрактограмме

,

что

указывает

на

аморфную

структуру

полученного

КМХЗ

.

Таким

образом

,


background image

30

карбоксиметилирование

приводит

к

практически

полной

аморфизации

хитозана

.

Проведена

реакция

карбоксиметилирования

при

различном

соотношении

ХЗ

:

МХУК

.

Наибольшим

значением

степени

замещения

(

СЗ

)

обладают

образцы

КМХЗ

,

полученные

при

соотношении

ХЗ

/

МХУК

1:4,

значение

которого

достигает

1,0 (

таблица

1).

Таблица

1

Зависимость

степени

замещения

образцов

КМХЗ

от

соотношения

ХЗ

:

МХУК

,

Т

=60

0

С

,

τ

=3

ч

Соот

ХЗ

:

МХУК

Конц

. [

МХУК

],

моль

/

л

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

СЗ

**

Р

***

,

%

1:0,5 0,091 4,2

15,0

0,5

83,0

1:1 0,183

3,4

20,0

0,7

92,0

1:2 0,365

3,0

22,0

0,8

93,0

1:4 0,73

2,3

27,0

1,0

97,0

ω

*

-

содержание

карбоксиметильных

групп

в

образцах

в

расчете

на

100

мономерных

звеньев

;

СЗ

**-

степень

замещения

карбоксиметильных

групп

в

образцах

;

Р

***

-

растворимость

образцов

КМХЗ

в

воде

, %.

Повышение

соотношения

алкилирующего

агента

в

реакционной

среде

способствует

увеличению

содержания

карбоксиметильных

групп

,

а

также

его

растворимости

,

поскольку

растворимость

данным

образцам

придают

ионогенные

карбоксиметильные

группы

.

Однако

,

следует

отметить

,

что

при

увеличении

мольного

содержания

МХУК

в

реакционной

среде

наблюдается

образование

большого

количества

низкомолекулярной

соли

,

что

приводит

к

излишнему

расходу

этилового

спирта

при

очистке

карбоксиметилхитозана

.

Проведены

расчёты

скорости

реакции

для

образцов

КМХЗ

,

полученных

при

различных

соотношениях

ХЗ

:

МХУК

(

рисунок

3).

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,091

0,183

0,365

0,73

концентрация

[

МХУК

]

моль

/

л

ск

оро

ст

ь

р

еак

ции

, V

*105

м

0,46

0,56

0,66

0,76

0,86

0,96

1,06

сте

п

ен

ь

зам

ещ

е

1

2

Рисунок

3.

Зависимость

скорости

реакции

и

степени

замещения

КМХЗ

от

концентрации

[

МХУК

]

Как

видно

из

рисунка

3,

скорость

замещения

увеличивается

с

ростом

концентрации

МХУК

в

системе

,

причем

зависимость

нелинейна

.

Так

,

увеличение

концентрации

приводит

к

увеличению

скорости

реакции

в

2

раза

.


background image

31

Возможность

получения

карбоксиметилхитозана

с

различным

содержанием

карбоксиметильных

групп

связана

с

изменением

температуры

,

в

связи

с

этим

проведено

исследование

влияния

температуры

(40-70

0

С

)

на

реакцию

карбоксиметилирования

хитозана

Bombyx mori.

Выявлено

,

что

в

результате

увеличения

температуры

СЗ

образцов

КМХЗ

увеличивается

от

0,5

до

0,8 (

таблица

2).

Таблица

2

Зависимость

степени

замещения

от

температуры

.

Мольное

соотношение

ХЗ

:

МХУК

(1:1),

τ

=3

ч

,

конц

. [

МХУК

]=0,183

моль

/

л

t

0

С

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

СЗ

**

Р

***

,%

η

, %

40 4,2

18

0,5

85,0

78

50 3,5

19

0,6

90,0

79

60 3,4

20

0,7

92,0

87

70 3,3

22

0,8

91,0

88

η

-

выход

карбоксиметилхитозана

, %

Растворимость

КМХЗ

,

полученного

при

t=60

0

С

,

составляет

92,0%;

а

при

t=70

0

С

и

выше

растворимость

образцов

уменьшается

.

Вероятно

,

увеличение

температуры

приводит

к

частичной

сшивке

продуктов

реакции

вследствие

образования

мостичных

связей

амидного

типа

.

Согласно

анализу

литературы

вполне

возможно

образование

внутризвенных

солевых

связей

,

в

связи

,

с

чем

и

происходит

сшивка

продукта

реакции

.

С

увеличением

температуры

количество

сшивок

возрастает

.

Проведено

исследование

влияния

продолжительности

реакции

на

карбоксиметилирование

хитозана

Bombyx mori

при

постоянном

мольном

соотношении

ХЗ

:

МХУК

(1:1)

и

температуре

60

0

С

(

таблица

3).

Таблица

3

Зависимость

степени

замещения

от

продолжительности

реакции

карбоксиметилирования

.

Соотношение

ХЗ

:

МХУК

(1:1),

Т

=60

0

С

конц

.

[

МХУК

]=0,183

моль

/

л

τ

,

ч

N

амин

,%

ω

*

(

СН

2

СООН

)

СЗ

**, %

Р

***

,%

η

, %

2 5,1 16,0 0,5

86,0

64

3 3,26 20,0 0,70

92,0

87

4 4,05 21,0 0,75

87,6

88

5 3,91 22,0 0,76

88,0

89

Выявлено

,

что

при

продолжительности

реакции

карбоксиметилирования

хитозана

от

2

до

5

ч

содержание

карбоксиметильных

групп

полученных

образцов

КМХЗ

увеличивается

.

Вероятно

,

увеличение

продолжительности

реакции

приводит

к

увеличению

числа

«

энергичных

»

молекул

,

за

счет

чего

возникают

межмолекулярные

взаимодействия

.

Кривые

кондуктометрического

титрования

для

карбоксиметилхитозана

(

СЗ

=0,7),

полученного

при

t=60

0

С

, 3-

х

часовом

ведении

реакции

и


background image

32

соотношении

ХЗ

/

МХУК

1:1,

которые

характеризуются

изломанной

линией

,

соответствующие

определенным

диапазонам

объемного

расхода

титранта

(

рисунок

4).


Рисунок

4.

Кривые

кондуктометрического

титрования

растворов

образцов

: 1-

ХЗ

; 2-

КМХЗ

(

СЗ

=0,76)

Для

растворов

образцов

КМХЗ

на

начальном

этапе

титрования

раствором

NaOH

интервал

от

0

до

V

1

соответствует

объему

основания

,

добавленного

для

нейтрализации

сильной

кислоты

(

Н

3

О

+

),

присутствующей

в

растворе

.

Далее

наблюдаются

характерные

отрезки

(V

1

-V

2

),

которые

соответствуют

титрованию

карбоксиметильных

групп

(

СН

2

СООН

).

При

дальнейшем

титровании

наблюдается

небольшой

отрезок

(V

2

-V

3

),

соответствующий

объему

основания

(NaOH),

необходимого

для

нейтрализации

(NH

3

+

;

+

NH

2

R;

+

NHR

2

;

где

R–

СН

2

СООН

).

При

последующем

титровании

наблюдается

рост

значения

электропроводимости

G

sm

,

характеризующий

избыток

сильного

электролита

(NaOH).

Различие

в

строении

полимерных

цепей

хитозана

и

карбоксиметилхитозана

отражается

и

в

величинах

их

значений

характеристической

вязкости

.

Для

оценки

такой

особенности

исследуемых

образцов

проводили

расчеты

по

уравнению

Марка

-

Куна

-

Хаувинка

[

]

К

M

.

Было

определено

,

что

M

165200

для

хитозана

в

2 %-

ном

водном

растворе

СН

3

СООН

+2 %

СН

3

СОО

Na (

К

1,44*10

-4

дл

/

г

,

= 0,83)

и

M

78900

для

карбоксиметилхитозана

в

Н

2

О

+2 % NaCl (

К

1,38*10

-4

дл

/

г

,

=

0,85).

Такое

различие

в

молекулярных

массах

образцов

свидетельствует

о

том

,

что

процесс

карбоксиметилирования

хитозана

сопровождается

значительным

уменьшением

молекулярной

массы

цепей

.

Для

подтверждения

результатов

визкозиметрии

по

определению

молекулярных

характеристик

хитозана

и

карбоксиметилхитозана

проведены

опыты

по

скоростной

седиментации

.

Рисунок

5.

Зависимость

1/S

от

концентрации

для

хитозана

(1)

и

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

(2)


background image

33

Экстраполяцией

зависимости

S

от

концентрации

раствора

полимера

к

С

=0,

получены

значения

коэффициентов

седиментации

,

которые

для

ХЗ

составляет

0,62*10

-13

с

-1

,

в

случае

КМХЗ

S

0

=0,170 *10

-13

с

-1

.

Результаты

опытов

ультрацентрифугирования

также

подтверждали

снижение

ММ

образца

КМХЗ

.

Вычисленное

абсолютное

значение

молекулярной

массы

для

хитозана

составляет

М

s

106000,

для

карбоксиметилхитозана

М

s

65500.

Обнаружено

,

что

значение

М

s

для

КМХЗ

примерно

в

1,6

раз

ниже

по

сравнению

с

ХЗ

.

Сорбционные

исследования

образцов

ХЗ

и

КМХЗ

проводились

на

высоковакуумной

установке

с

ртутными

затворами

и

кварцевыми

весами

Мак

-

Бэна

при

298

К

и

остаточном

давлении

воздуха

10

-3

-10

-4

Па

.

0

10

20

30

40

50

60

0

20

40

60

80

100

относительная

влажность

, %

Р

, %

1

2

Рис

. 6.

Зависимость

сорбции

паров

воды

для

хитозана

(1)

и

карбоксиметилхитозана

СЗ

=0,7- (2),

от

относительной

влажности

среды

Исследования

проводили

при

25

0

С

в

интервале

относительных

влажностей

(10-100%).

Как

видно

из

рисунка

6,

хитозан

обладает

достаточно

низкой

способностью

к

поглощению

паров

воды

.

При

изучении

механизма

карбоксиметилирования

хитозана

выявлено

,

что

замещение

карбоксиметильных

групп

предпочтительно

по

6-

му

углеродному

атому

глюкопиранозного

кольца

,

который

является

главным

центром

,

ответственным

за

влагопоглощение

.

В

связи

с

этим

и

определено

процентное

значение

сорбции

воды

,

которое

сравнительно

выше

у

карбоксиметилхитозана

,

чем

у

исходного

хитозана

.

Для

подтверждения

того

,

что

карбоксиметилирование

хитозана

в

заданных

условиях

протекает

при

6-

ОН

,

проведено

изучение

структуры

трех

производных

карбоксиметилхитозана

(

КМХЗ

)

на

основе

молекулярного

моделирования

в

программе

HyperChem 8.0.

При

проведении

молекулярного

моделирования

трех

производных

карбоксиметилхитозана

:

О

-

карбоксиметилхитозан

(

а

), N,O-

карбоксиметилхитозан

(

б

)

и

N-

карбоксиметилхитозан

(

в

),

в

качестве

моделей

использованы

фрагменты

,

состоящие

из

одного

мономерного

звена

рисунок

7.

Соответственно

,

равновесная

геометрия

определена

минимизацией

полной

энергии

относительно

межъядерных

расстояний

.


background image

34

Для

трех

структур

карбоксиметилхитозана

наблюдается

поляризация

звена

так

,

что

частичный

положительный

заряд

на

атоме

водорода

карбоксильной

группы

возрастает

и

увеличивается

частичный

отрицательный

заряд

кислорода

карбоксильной

группы

,

а

также

азота

аминогруппы

.

а

б

в

Рис

. 7.

Структуры

Na-

карбоксиметилхитозана

:

О

- (

а

), N,O- (

б

),

и

N- (

в

)

производные

Таблица

4

Расчет

полной

энергии

структур

Na-

карбоксиметилхитозана

на

основе

молекулярной

динамики

структура

Значение

энергии

(

ккал

/

моль

)

Энергия

когезии

а

67.5166 2.0459

б

80.9077 2.07454

в

73.3711 2.2233

При

исследовании

поведения

в

растворах

отдельных

фрагментов

полимерных

молекул

можно

проводить

смешение

вычислительных

алгоритмов

.

В

первом

случае

энергия

молекул

растворителя

(

вода

)

рассчитывается

по

классической

схеме

методом

молекулярной

механики

,

а

структуры

Na-

КМХЗ

рассчитываются

с

помощью

квантово

-

химического

метода

.

При

этом

наблюдалось

,

как

наличие

растворителя

сказывается

на

перераспределении

электронной

плотности

модельных

структур

.

Во

втором

случае

необходимость

смешения

вычислительных

методов

вызвана

тем

,

что

полимерная

молекула

имеет

слишком

большой

размер

для

квантово

-

химического

расчета

.

В

ходе

расчетов

было

установлено

,

что

минимальные

значения

энергии

когезии

для

структуры

а

,

т

.

е

.

у

O-

карбоксиметилхитозана

,

что

указывает

на

более

вероятную

возможность

выхода

данного

производного

при

синтезе

карбоксиметилхитозана

,

чем

N,

О

-

и

N-

производных

,

что

подтверждают

экспериментальные

данные

.

Показана

способность

различных

функциональных

групп

Na-

КМХЗ

к

образованию

водородных

связей

как

внутримолекулярных

,

стабилизирующих

конформационную

структуру

,

так

и

межмолекулярных

.


background image

35

Определена

геометрия

и

распределение

частичных

зарядов

на

атомах

карбоксиметилхитозана

,

рассчитанная

полуэмпирическими

методами

,

в

вакууме

и

водном

растворе

.

Сначала

рассчитана

энергия

в

вакууме

,

затем

создана

периодическая

ячейка

с

молекулами

воды

и

проведена

релаксация

молекул

воды

методом

молекулярной

механики

.

Далее

проведена

оптимизация

геометрии

молекул

воды

.

В

результате

расчета

,

молекулы

воды

были

перераспределены

в

ячейке

периодичности

так

,

чтобы

уменьшить

напряжения

,

возникшие

при

первоначальном

заполнении

ячейки

.

Наличие

растворителя

приводит

к

поляризации

молекулы

так

,

что

возрастают

заряды

на

атомах

молекулы

.

Наряду

с

неэмпирическими

методами

для

вычисления

геометрии

органических

молекул

широко

используются

и

полуэмпирические

методы

.

С

помощью

метода

АМ

1

был

рассчитан

электростатический

потенциал

структуры

О

-

карбоксиметилхитозана

(

рисунок

8).

Рисунок

8.

Молекулярная

модель

мономерного

звена

Na-

О

-

карбоксиметилхитозана

,

полученная

в

ходе

расчетов

(

цифрами

обозначены

заряды

атомов

)

В

четвертой

главе

«

Проявление

биологической

активности

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

при

обработке

семян

сельскохозяйственных

культур

и

черенков

цитрусовых

культур

»

приведены

результаты

экспериментальных

исследований

проявления

биологической

активности

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

при

предпосевной

обработке

семян

сельскохозяйственных

культур

методом

капсулирования

.

При

проведении

экспериментальных

исследований

в

качестве

эталона

выбран

импортный

препарат

долброн

и

проведен

полевой

учет

урожая

хлопка

-

сырца

(

таблица

5).

Выявлено

,

что

при

пересчете

на

1

га

для

хлопка

-

сырца

селекционных

сортов

С

-6524,

Бухара

-6,

Наманган

-77

урожайность

КМХЗ

с

концентрацией

2%

составила

23,6

ц

/

га

, 23,6

ц

/

га

, 23,7

ц

/

га

,

для

УЗХИТАНА

23,6

ц

/

га

, 23,0

ц

/

га

, 24,9

ц

/

га

,

тогда

как

для

контрольных

семян

урожайность

составила

22,8

ц

/

га

, 21,5

ц

/

га

, 22,4

ц

/

га

.

Урожайность

общего

сбора

по

селекционным

сортам

хлопчатника

С

-6524,

Бухара

-6,

Наманган

-77

составила

у

необработанных

семян

34,0

ц

/

га

, 32,6

ц

/

га

,

33,8

ц

/

га

,

а

обработанных

2%-

м

раствором

КМХЗ

38,1

ц

/

га

, 37,3

ц

/

га

, 37,8

ц

/

га

и

УзХИТАН

38,4

ц

/

га

, 37,5

ц

/

га

, 38,5

ц

/

га

.

Необходимо

отметить

,

что


background image

36

растения

,

семена

которых

были

обработаны

растворами

КМХЗ

и

препаратом

УзХИТАН

,

имеют

тенденцию

к

раннему

раскрытию

коробочек

и

позволяют

получить

более

качественный

хлопок

-

сырец

.

Таблица

5

Сведения

об

урожайности

хлопка

-

сырца

Варианты

На

15

сентября

На

1

октября

На

1

ноября

Всего

К

конт

ро

лю

+

Соб

-

рано

,

г

Пе

-

рес

-

чет

в

ц

/

га

Соб

-

рано

,

г

Пере

счет

в

ц

/

га

Соб

-

рано

,

г

Перес

чет

в

ц

/

га

г

ц

/

га

Сорт

«

С

-6524» R

2

1

Контроль

(

необработан

ные

семена

)

8208 22,8 2952 8,2 1080 3,0 12240

34,0 0

2

Далброн

8352

23,2

2988

8,3

1224

3,4

12564 35,0

1,0

3

УЗХИТАН

8496

23,6

3740

10,1

1692

4,7

13928

38,4

4,4

4

КМХЗ

1,5%

8460

23,5

3528

9,8

1152

3,2

13140 36,5

2,5

5

КМХЗ

2%

8496

23,6

3600

10,0

1620

4,5

13716 38,1

4,1

Сорт

«

Бухара

» R

2

1

Контроль

7740

21,5

3240

9,0

756

2,1

11736 32,6

0

2

Далброн

7740 21,5 3528 9,8 1260 3,5 12528

34,8 2,2

3

УЗХИТАН

8280 23,0 3780 10,5 1440 4,0 13500

37,5 4,9

4

КМХЗ

1,5% 8316 23,1 3564 9,9 1152 3,2 13032

36,2 3,6

5

КМХЗ

2%

8496 23,6 3672 10,2 1260 3,5 13428

37,3 4,7

Сорт

«

Наманган

» R

2

1

Контроль

8064

22,4

2988

8,3

1115

3,1

12167 33,8

0

2

Далброн

7776

21,6

3780

10,5

1224

3,4

12780 35,5

1,7

3

УЗХИТАН

8964

24,9

3276

9,1

1620

4,5

13860

38,5

4,7

4

КМХЗ

1,5%

8676

24,1

3420

9,5

1030

2,9

13126 36,5

2,7

5

КМХЗ

2%

8532

23,7

3740

10,4

1320

3,7

13592 37,8

4,0

Таблица

6

Результаты

исследований

влияния

растворов

КМХЗ

на

энергию

прорастания

и

всхожесть

семян

овоще

-

бахчевых

культур

Лук

-

қоратол

Морковь

мирзои

Капуста

-

судья

Свекла

-

бордо

ЭП

,%

5

дн

ВС

%

12

дн

ЭП

,%

5

дн

ВС

, %

10

дн

ЭП

,%

3

дн

ВС

%

10

дн

ЭП

,%

5

дн

ВС

%

8

дн

Контроль

36,0 76,0 38,0 64,0 55,0 78,0 50,0 82,0

О

-

КМХЗ

42,5 81,0 42,0 68,0 59,0 82,0 57,0 87,0

При

использовании

КМХЗ

для

обработки

семян

овоще

-

бахчевых

культур

(

семена

лука

сорта

«

Коратол

»,

моркови

сорта

«

Мирзонмушак

»,

капусты

сорта

«

Судья

»,

свеклы

сорта

«

Бордо

»)

выявлено

,

что

показатель

энергии

прорастания

(

ЭП

)

и

всхожести

семян

(

ВС

)

выше

по

сравнению

с

контрольными

(

необработанными

)

семенами

.


background image

37

Проведены

исследования

карбоксиметилхитозана

(

СЗ

=0,7)

для

изучения

размножения

цитрусовых

культур

зелеными

черенками

в

туманообразующих

установках

.

После

посадки

черенков

по

схеме

5

х

5

см

каждые

три

дня

проводили

наблюдения

за

началом

каллусообразования

,

корнеобразования

и

началом

роста

побегов

(

таблица

7).

В

результате

наблюдений

нами

установлено

,

что

черенки

различных

видов

цитрусовых

культур

в

условиях

искусственного

тумана

развиваются

неодинаково

.

Как

видно

,

из

таблицы

9,

каллусообразование

у

черенков

лимона

начинается

на

9-10

день

,

у

черенков

апельсина

и

мандарина

15-17

день

после

посадки

черенков

.

Таблица

7

Наступление

фенофаз

ризогенеза

у

черенков

цитрусовых

культур

в

условиях

искусственного

тумана

Варианты

Лимон

Ф

-1

Тошкент

Начало

коллусо

образования

Начало

корне

-

образования

Массовое

корне

образование

Начало

роста

побегов

1

контроль

20 30 50 40

2

КМХЗ

-0,2% 10

18

25

24

3

КМХЗ

-0,4% 9

17

24

23

4

КМХЗ

-0,6% 15

23

31

39

5

КМХЗ

-0,8% 17

25

33

41

6

КМХЗ

-1,0% 19

27

35

43

Апельсин

Узбекистон

1

контроль

19 28 40 33

2

КМХЗ

-0,2% 14

23

35

29

3

КМХЗ

-0,4% 13

22

36

30

4

КМХЗ

-0,6% 17

26

38

29

5

КМХЗ

-0,8% 18

27

39

30

6

КМХЗ

-1,0% 19

28

40

32

В

ходе

проведенных

опытов

также

установлено

,

что

процесс

корнеобразования

у

черенков

лимона

,

при

использовании

КМХЗ

с

концентрацией

0,4%,

начался

на

17

день

,

у

черенков

апельсина

на

22-26

день

.

Далее

нами

установлено

массовое

корнеобразование

черенков

цитрусовых

культур

,

что

тесно

связано

с

началом

корнеобразования

.

Интенсивность

корнеобразования

черенков

,

среди

цитрусовых

культур

,

наблюдалось

у

черенков

лимона

,

у

которых

на

26-33

день

после

посадки

наблюдалось

массовое

корнеобразование

черенков

в

условиях

искусственного

тумана

.

Этот

процесс

наблюдается

у

черенков

апельсина

на

36-40

день

после

посадки

.

Таким

образом

,

при

выращивании

зеленых

черенков

цитрусовых

культур

в

условиях

искусственного

тумана

наблюдается

возможность

использования

биологически

активного

препарата

карбоксиметилхитозана

.


background image

38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты

проведенных

научных

исследований

по

теме

диссертации

(PhD) «

Синтез

,

свойства

и

применение

О

-

карбоксиметилхитозана

»

состоят

в

следующем

:

1.

Впервые

получен

водорастворимый

природный

биополимер

-

карбоксиметилхитозан

на

основе

хитозана

Bombyx mori

,

методом

алкилирования

в

среде

изопропилового

спирта

при

варьировании

концентрации

раствора

гидроксида

натрия

,

мольного

соотношения

ХЗ

:

МХУК

,

температуры

,

продолжительности

реакции

.

Установлено

,

что

при

карбоксиметилировании

хитозана

степень

замещения

образцов

составляет

от

0,5

до

1,0;

растворимость

карбоксиметилхитозана

в

воде

от

85

до

92,0%.

2.

Предложен

возможный

механизм

взаимодействия

хитозана

с

монохлоруксусной

кислотой

в

щелочной

среде

и

определен

состав

карбоксиметилхитозана

.

Установлены

значения

скоростей

реакции

О

-

карбоксиметилхитозана

,

которые

составляют

от

0,47·10

5

моль

/

л

·

с

до

1,0·10

5

мол

/

л

·

с

0,47,

методами

вискозиметрии

и

скоростной

седиментации

определена

молекулярная

масса

карбоксиметилхитозана

от

M

65500

до

78 900.

3.

Впервые

на

основе

компьютерного

моделирования

проанализировано

пространственное

и

электронное

строение

карбоксиметилхитозана

.

Производные

карбоксиметилхитозана

характеризуются

собственными

геометрическими

параметрами

,

дипольными

моментами

,

энергиями

ВЗМО

и

НСМО

,

эффективными

зарядами

на

атомах

и

теплотами

образования

.

В

результате

квантово

-

химического

расчета

АМ

1

в

вакууме

определено

,

что

заряд

атома

азота

структуры

О

-

КМХЗ

составляет

-

0.325 eV.

4.

Карбоксиметилхитозан

был

применен

при

капсулировании

посевных

семян

селекционных

сортов

хлопчатника

и

овоще

бахчевых

культур

(

лук

,

томат

,

морковь

,

свекла

)

как

протравитель

со

стимулирующим

эффектом

.

При

капсулировании

семян

хлопчатника

,

карбоксиметилхитозаном

с

концентрацией

2%,

при

пересчете

на

1

га

для

хлопка

-

сырца

наблюдалось

увеличение

урожайности

на

4,0-5,0%

по

отношению

к

контрольным

(

необработанным

)

семенам

.

Установлено

,

что

черенки

различных

видов

цитрусовых

культур

при

обработке

карбоксиметилхитозаном

в

условиях

искусственного

тумана

развиваются

в

относительно

короткие

сроки

.


background image

39

SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARD SCIENTIFIC DEGREES

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 AT THE INSTITUTE OF POLYMER

CHEMISTRY AND PHYSICS

INSTITUTE OF POLYMER CHEMISTRY AND PHYSICS

KLICHEVA OLYA BAXTIYAROVNA

SYNTHESIS, PROPERTIES AND APPLICATION OF

O-CARBOXYMETHYLCHITOSAN

02.00.06 – High-molecular compounds

DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF

PHILOSOPHY (PhD) ON CHEMICAL SCIENCES










Tashkent – 2017


background image

40

Subject of dissertation of the doctor of philosophy (PhD) is registered at the Supreme
Attestation Commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan
B2017.1.PhD/

К

13

The dissertation was carried out at the Institute of Polymer Chemistry and Physics.

The abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English (resume)) is

placed on the website of the Scientific Council (polchemphys.uz)

and on the website of

“ZiyoNET” information-educational portal (www.ziyonet.uz.)

Scientific

supervisor:

Rashidova

Sayyora

Sharafovna

Doctor

of

Chemical

Science,

Professor,

Academician

Official opponents:

Karimov Aminjon Karimovich

Doctor of Chemical Science, Professor

K

о

dyrkh

о

nov Murodkhon Rashidkhonovich

Doctor of Philosophy (PhD), professor

Leading organization:

Institute of bioorganic chemistry

The defense of the dissertation will take place on 2017 December «19» at «14

00

» o’clock at

a meeting of Scientifical council DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 at the Institute of Polymer
Chemistry and Physics (Address: 100128, Tashkent city, Abdulla Kadiri str., 7

б

, Ph.: (998-71)-

241-85-94; fax: (998-71) 241-26-61; e-mail: polymer@academy.uz)

The dissertation can be reviewed at the Informational Resource Centre of Institute of

Polymer Chemistry and Physics (registration number 7) (Address: 100128, Tashkent city,
Abdulla Kadiri str., 7

б

, Ph.: (998-71)-241-85-94;).

The abstract of the dissertation sent out on «6» December 2017
(mailing report

13 as of «1» December 2017)

S.Sh. Rashidova

Chairman of scientific council for

awarding of scientific degrees,

Doctor of Chemical Science

Professor, Academician

N.R.V

о

hidova

Scientific secretary of scientific council

on award of scientific degrees,

Doctor of Chemical Science

V.O.Kudyshkin

Chairman of scientific Seminar under Scientific

council for awarding the scientific degrees,

Doctor of Chemical Science, Professor


background image

41

INTRODUCTION (abstract of doctor of philosophy (PhD) dissertation)

The aim of the research work.

Synthesis of O-carboxymethylchitosan

Bombyx mori, identification of the features of the reaction of carboxymethylation
of chitosan, the establishment of molecular weight characteristics and biological
activity.

The object of the research work.

Samples of carboxymethylchitosan of

various degree of substitution (DS) and solubility in water, natural polymeric
preparations, seeds of agricultural crops.

Scientific novelty of the

research work:

optimal conditions for the synthesis of O-carboxymethylchitosan

Bombyx

mori

were determined by varying the concentration of sodium hydroxide, the ratio

of the alkylating agent, the temperature and the duration of the process, and the
kinetic parameters of the rate and activation energy;

the mechanism of the reaction of O-carboxymethylation of chitosan was first

established by studying the phase and electronic structure of CMCHs based on
molecular modeling in the HyperChem program 8.0;

the parameters of regulation of the degree of substitution and water solubility

for the preparation of O-carboxymethyl chitosan are justified;

molecular weight characteristics of water-soluble O-carboxymethyl chitosan

obtained on the basis of chitosan were proved by the methods of viscometry and
high-speed sedimentation.

Implementation of the research results.

On the basis of scientific results of

the investigation of the reactions of the alkylation of chitosan

Bombyx mori

with

the production of water-soluble polysaccharides with biological active and growth
regulating properties:

O-carboxymethylchitosan was used in practice in the Zafarabad area in the

farm "Toshtemir ota" to determine the growth regulating properties when
encapsulating cottonseed seeds of the AN-Bayaut-2 grade (certificate of the
Ministry of Agriculture and Water Resources of the Republic of Uzbekistan
No.02/20-587 of November 14, 2017 of the year). As a result, the use of
carboxymethylchitosan made it possible to determine the increase in cotton yield
by 4-5% as compared to untreated seeds;

carboxymethylchitosan was used for presowing processing of cotton cultivars

C-6524, Bukhara-6, Namangan-77 (reference of the Ministry of Agriculture and
Water Resources of the Republic of Uzbekistan No.02/20-587 of November 14,
2017). As a result, it was found that carboxymethylchitosan makes it possible to
obtain the same shoots and increase the yield of cotton;

for the study of the process of polysaccharide modification in the state

scientific and technical project KHA No. 9-047 on the topic: "Development of the
application of new biopolymer compositions in the encapsulation of seed cotton
seeds", optimal and limiting doses of preparations based on chitosan and its
derivatives have been developed and the efficacy of carboxymethylchitosan
preseeding treatment of cotton seeds (certificate of the Academy of Sciences of the
Republic of Uzbekistan No. 4/1255-2542 of November 29, 2017). As a result, it


background image

42

was revealed that polymer preparations have a stimulating effect on the growth and
development of plants.

The structure and volume of the thesis.

The dissertation consists of an

introduction, four chapters, conclusion and list of references. The volume of the
thesis is 121 pages.


background image

43

ЭЪЛОН

ҚИЛИНГАН

ИШЛАР

РЎЙХАТИ

Список

опубликованных

работ

List of published works

I

бўлим

(I

часть

; part I)

1.

Кличева

О

.

Б

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Сравнительные

характеристики

О

-

и

N-

карбоксиметилированных

производных

хитозана

Bombyx mori

//

Доклады

Академии

наук

. -

Ташкент

, 2017. -

1. -

С

.86-89. (02.00.00;

8).

2.

Klicheva O.B., Aliev Kh.U., Batyrbekov A.A., Rashidova S.Sh. Synthesis of

N-carboxymethylchitosan from

Bombyx mori

and its role in estimating

hematological parameters // Chemistry of Natural Compounds, 2017. -

4. - Vol.

53. –pp. 726-728 (02.00.00;

1).

3.

Кличева

О

.

Б

.,

Милушева

Р

.

Ю

.,

Карева

Н

.

Д

.

Модификация

хитозана

Bombyx mori

//

Узбекский

химический

журнал

. –

Ташкент

, 2011. -

С

.107-110.

(02.00.00;

6).

4.

Кличева

О

.

Б

.,

Эргашев

Б

.

З

.,

Фахруддинов

М

.

З

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Применение

хитозана

и

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

в

сельском

хозяйстве

//

Узбекский

биологический

журнал

. –

Ташкент

, 2011. -

6. -

С

.8-10.

(03.00.00;

5).

II

бўлим

(II

часть

; part II)

5.

Кличева

О

.

Б

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Реакции

карбоксиметилирования

хитозана

Bombyx mori //

Известия

Уфимского

научного

центра

Российской

Академии

наук

, -

Уфа

, 2016. -

3(1). -

С

.39-41.

6.

Кличева

О

.

Б

.

Рашидова

С

.

Ш

.

Кинетические

характеристики

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori //

«

Зеленая

химия

»

в

интересах

устойчивого

развития

:

Тез

.

докл

.

Респ

.

науч

. -

практич

.

конф

. 26-28

марта

,

2012. -

Самарканд

, -

С

. 228-229.

7.

Кличева

О

.

Б

.

Рашидова

С

.

Ш

.

Особенности

функционализации

в

цепях

хитозана

Bombyx mori

// «

Актуальные

проблемы

науки

о

полимерах

» »:

Тез

.

докл

.

Межд

.

науч

.-

практич

.

конф

. 5-7

ноября

, 2013.

Ташкент

, -

С

. 48-50.

8.

Кличева

О

.

Б

.

Рашидова

С

.

Ш

.

Синтез

и

свойства

водорастворимых

производных

хитозана

Bombyx mori

// «

Физика

,

химия

и

новые

технологии

»

XX

Региональные

Каргинские

Чтения

.

Тез

.

докл

.

Всероссийской

науч

.-

технич

.

конф

.

молод

.

ученых

, 28

марта

, 2013. -

Тверь

, -

С

.44.

9.

Кличева

О

.

Б

.,

Милушева

Р

.

Ю

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Расчет

скоростей

реакции

карбоксиметилирования

хитозана

Bombyx mori

// «

Физико

-

химия

полимеров

синтез

,

свойства

и

применение

»:

Тез

.

докл

.

Межд

.

науч

.-

практич

.

конф

. 28

марта

, 2013.

Выпуск

19. -

Тверь

, -

С

. 240-243.





background image

44

10.

Кличева

О

.

Б

.,

Нургалиев

И

.

Н

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Компьютерное

моделирование

структуры

Na-

соли

карбоксиметилхитозана

Bombyx mori

//

«

Современные

перспективы

в

исследовании

хитина

и

хитозана

»

Тез

.

докл

.

XII-

ой

Межд

.

конф

.: 23-28

июня

, 2014.

Пермь

,

Материалы

Международной

конференции

, -

С

.403-407.

11.

Кличева

О

.

Б

.,

Рашидова

С

.

Ш

.

Влияние

условий

карбоксиметилирования

хитозана

на

степень

замещения

продукта

реакции

//

«

Роль

полимерных

материалов

в

инновационном

развитии

промышленности

».

Тез

.

докл

.

Респ

.

науч

. -

технич

.

конф

. 23

май

, 2014.

Ташкент

. -

С

. 18-19.

12. Klicheva O.B., Yugay S.M., Rashidova S.Sh. Synthesis and properties of

nanoparticles chitin Bombyx mori and its water-soluble derivatives // Regional
Conference of Young Scientists «Nanoscience & Nanomaterials». Bengaluru
(India), 2015.-

Р

S 50.

13. Klicheva O.B., Rashidova S.Sh. Reactions of chitosan carboxymethylation

Bombyx mori

. // «

Кимё

саноатида

инновацион

технологиялар

ва

уларни

ривожлантириш

истиқболлари

».

Республика

илмий

-

амалий

анжумани

мақолалар

тўплами

, 20-21

апрель

, 2017.

Урганч

, -

С

. 7-8.


background image

45

Автореферат

«

ЎзМУ

хабарлари

»

журнали

таҳририятида

таҳрир

қилинди

.





































Бичими

60

х

84

1

/

16

.

Ризограф

босма

усули

. Times

гарнитураси

.

Шартли

босма

табоғи

: 2,75.

Адади

100.

Буюртма

20.

«

ЎзР

Фанлар

Академияси

Асосий

кутубхонаси

»

босмахонасида

чоп

этилган

.

Босмахона

манзили

: 100170,

Тошкент

ш

.,

Зиёлилар

кўчаси

, 13-

уй

.

Библиографические ссылки

Кличева О.Б., Рашидова С.Ш. Сравнительные характеристики О- и N-карбоксиметилированных производных хитозана Bombyx топ И Доклады Академии наук. -Ташкент, 2017. -№1. -С.86-89. (02.00.00; №8).

Klicheva О.В., Aliev Kh.U., Batyrbekov A.A., Rashidova S.Sh. Synthesis of N-carboxymethylchitosan from Bombyx mori and its role in estimating hematological parameters // Chemistry of Natural Compounds, 2017. -№4. - Vol. 53. -pp. 726-728 (02.00.00; №1).

Кличева О.Б., Милушева Р.Ю., Карева Н.Д. Модификация хитозана Bombyx mori // Узбекский химический журнал. -Ташкент, 2011. -С.107-110. (02.00.00; №6).

Кличева О.Б., Эргашев Б.З., Фахруддинов М.З., Рашидова С.Ш. Применение хитозана и карбоксиметилхитозана Bombyx mori в сельском хозяйстве//Узбекский биологический журнал. -Ташкент, 2011. -№6. -С.8-10. (03.00.00; №5).

Кличева О.Б., Рашидова С.Ш. Реакции карбоксиметилирования хитозана Bombyx mori // Известия Уфимского научного центра Российской Академии наук, -Уфа, 2016. -№3(1). -С.39-41.

Кличева О.Б. Рашидова С.Ш. Кинетические характеристики карбоксиметилхитозана Bombyx mori // «Зеленая химия» в интересах устойчивого развития: Тез. докл. Респ. науч. - практич. конф. 26-28 марта, 2012. - Самарканд, -С. 228-229.

Кличева О.Б. Рашидова С.Ш. Особенности функционализации в цепях хитозана Bombyx mori И «Актуальные проблемы науки о полимерах» »: Тез. докл. Межд. науч.-практич. конф. 5-7 ноября, 2013. Ташкент, -С. 48-50.

Кличева О.Б. Рашидова С.Ш. Синтез и свойства водорастворимых производных хитозана Bombyx mori И «Физика, химия и новые технологии» XX Региональные Каргинские Чтения. Тез. докл. Всероссийской науч.-технич. конф, молод, ученых, 28 марта, 2013. - Тверь, -С.44.

Кличева ОБ., Милушева Р.Ю., Рашидова С.Ш. Расчет скоростей реакции карбоксиметилирования хитозана Bombyx mori И «Физико- химия полимеров синтез, свойства и применение»: Тез. докл. Межд. науч.-практич. конф. 28 марта, 2013. Выпуск 19. -Тверь, -С. 240-243.

Кличева О.Б., Нургалиев И.Н., Рашидова С.Ш. Компьютерное моделирование структуры Na-соли карбоксиметилхитозана Bombyx mori И «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» Тез. докл. ХП-ой Межд. конф.: 23-28 июня, 2014. Пермь, Материалы Международной конференции, -С.403-407.

Кличева О.Б., Рашидова С.Ш. Влияние условий карбоксиметилирования хитозана на степень замещения продукта реакции // «Роль полимерных материалов в инновационном развитии промышленности». Тез. докл. Респ. науч, -технич. конф. 23 май, 2014. Ташкент. -С. 18-19.

Klicheva О.В., Yugay S.M., Rashidova S.Sh. Synthesis and properties of nanoparticles chitin Bombyx mori and its water-soluble derivatives // Regional Conference of Young Scientists «Nanoscience & Nanomaterials». Bengaluru (India), 2015.-PS 50.

Klicheva O.B., Rashidova S.Sh. Reactions of chitosan carboxymethylation Bombyx mori. // «Киме саноатида инновацион технологиялар ва уларни ривожлантириш истиқболлари». Республика илмий-амалий анжумани мақолалар тўплами, 20-21 апрель, 2017. Урганч, -С. 7-8.