TRANSFORMATION DE LA CHITINE EN CHITOSANE : CARACTERISATION ET ETUDE DE LA SOLUBILITE

Abstract

L’objectif général de ce mémoire était de s’initier à la recherche autour d’un thème de recherche scientifique. L’extraction de la chitine à partir des carapaces de crevettes et sa transformation en chitosane par désacétylation chimique était le thème choisi. Cette étude nous a permis de découvrir la réalité de la recherche scientifique et les défis rencontrés. Nous avons appris à utiliser différentes méthodes de caractérisation, essayer différentes expériences scientifiques et produire un éventail de grades de chitosane à partir d’une seule chitine de base. L’objectif scientifique de ce mémoire était de valoriser des sous-produits d’origine marins (les carapaces de crevette) de la région mostaganemoise, en vue d’en extraire un matériau naturel non-toxique qui est le chitosane, de le caractériser et d’étudier sa solubilité dans différents milieux et sous différentes conditions. Le chitosane était obtenue par une désacétylation chimique de la chitine par la soude caustique à différente concentration et à différente période de temps afin d’obtenir des degrés de désacétylation différents. La chitine a été obtenue à partir des carapaces de crevette collectées à Mostaganem par trois traitements successifs : une déminéralisation, une déprotéinisation et enfin une décoloration. La chitine et le chitosane ont été caractérisés par FTIR afin de déterminer les fonctions caractéristiques qu’ils contiennent et pH-métrie pour doser les amines protonnées et ainsi déterminer le degré de désacétylation des échantillons. Les échantillons de chitosane obtenues ont des DDA% supérieure à 80% selon les conditions de la réaction de désacétylation (concentration de l’hydroxyde de sodium et le temps de réaction). Et enfin nous avons étudié la solubilité du chitosane dans l’acide acétique/eau en fonction de plusieurs paramètres tel que la concentration, la température, le pH de l’acide acétique, le taux de glycérol dans le solvant et le degré de désacétylation du chitosane. D’une manière générale les chitosanes que nous avons préparés étaient partiellement solubles à différents degrés quelles que soient les conditions utilisées. Ceci dépend de la structure cristalline des entités de la chitine restante sur la macromolécule qui elle-même dépend de l’origine de la matière naturelle. Il n’est pas exclu aussi d’avoir une proportion de chitine réticulée. Le taux de solubilité du chitosane passe par un maximum en fonction de la concentration d’acide acétique dans le mélange acide acétique/eau puis diminue quand l’acide acétique est majoritaire. La température améliore la solubilité du chitosane. La gamme de pH où le chitosane est soluble n’est pas fixe et dépend du pKa intrinsèque de la fonction amine du polymère qui dépend du degré de désacétylation et de la répartition des groupements amine le long de la chaine polymérique. La solubilité dépend aussi du DDA du chitosane. Plus le DDA est élevé plus les groupements amine sont nombreux et libre et leur protonation est plus facile. Le glycérol ajouté au solvant en vu de rompre les liaisons hydrogène s’est révélé efficace qu’aux petites concentrations inférieur à 2 %. Ce qui laisse penser qu’il faut l’étudier en tant qu’agent solvatant et pas comme co-solvant.