Structural characterization of natural rubber from hevea brasiliensis determination of &-terminal group

การศึกษาโครงสร้างของยางธรรมชาติจากยางพารา-การวิเคราะห์หมู่ปลายแอลฟา

Name: Lucksanaporn Tarachiwin

LCSH: Hevea

LCSH: Hydrogen bonding

LCSH: Phospholipids

LCSH: Rubber

Abstract: Structural studies showed that natural rubber (NR) contains functional groups at the initiating- and terminating-ends of rubber chain, i.e., ω- and α-terminals, bonding with peptides and phospholipids, respectively. Both terminal ends have been presumed to originate branch-points and soft-gel in NR. The formation of branch-points by the α-terminal in NR chain was presumed based on the presence of about two long-chain fatty acid groups and one phosphorus atom accompanied with rubber chain independent of molecular weight even after deproteinization followed by acetone extraction of NR. The decomposition of the ester linkages in deproteinized NR (DPNR) by transesterification or saponification resulted in the formation of linear rubber molecules. The molecular structure of α-terminal group was elucidated by selective decomposition of ester linkages with enzymatic reactions using lipase and phospholipases A2, B, C and D. The origin of branching formation was confirmed by chemical treatment with ethanol. The presence of monophosphate, diphosphate and phospholipid linked to rubber molecule was confirmed by treatment of DPNR with lipase, phosphatase, phospholipases A2, B, C followed by combination with 1H-, 13C- and 31P-NMR analyses and molecular weight analysis by GPC and dilute solution viscometry. The α-terminal of rubber molecule was postulated to be monophosphate and diphosphate groups linking to phospholipids by Mg2+ linkage and hydrogen bonding. Quantitative analysis by solid state 31P-NMR indicates the presence of about two to three phosphorus atoms per α-terminal group in rubber chain. The formation of branch-points in DPNR was postulated to be derived from micelle formation via hydrogen bonding or ionic linkages between phospholipids and phosphate groups. Mg2+, tetramethylthiuram disulfide (TMTD), zinc oxide (ZnO) and diammonium hydrogenphosphate (DAHP) were the origin of additional branching-points in long-storage fresh and commercial high-ammonia latices, which form hard gel. At present, it can be postulated that NR molecule is terminated with monophosphate and diphosphate groups at α-terminal. Branching formation is originated from phospholipids associated by hydrogen bonding or ionic linkage.

Abstract: ผลจากการศึกษาโครงสร้างของยางธรรมชาติพบว่ายางธรรมชาติมีหมู่ฟังก์ชันที่จุดเริ่มและปลายสายโซ่ หรือคือปลายโอเมก้าและแอลฟาซึ่งต่ออยู่กับโมเลกุลโปรตีนและฟอสฟอลิปิดตามลำดับ ที่ปลายสายโซ่ทั้งสอง พบว่าเป็นจุดกำเนิดของสายโซ่แบบกิ่งก้านและเจลแบบอ่อน (soft-gel) การเกิดสายโซ่แบบกิ่งก้านที่ปลายโอ เมก้ามีเหตุผลสนับสนุนจากการพบกรดไขมันประมาณสองโมลและฟอสฟอรัสอะตอมประมาณหนึ่งโมลต่อหนึ่ง สายโซ่ของยางซึ่งไม่ขึ้นกับน้ำหนักโมเลกุลแม้จะทำการกำจัดโปรตีนและไขมันด้วยวิธีการสกัดด้วยอะซีโตน การ กำจัดพันธะเอสเตอร์ในยางที่ปราศจากโปรตีน (DPNR) ด้วยวิธีทรานเอสเทอร์ริฟิเคชัน (transesterification) หรือสะพอนิฟิเคชัน (saponification) มีผลทำให้เกิดสายโซ่โมเลกุลยางแบบตรง การศึกษาโครงสร้าง ทางโมเลกุลของปลายโอเมก้าทำได้โดยการสลายพันธะเอสเทอร์แบบจำเพาะโดยการใช้ ไลเปส ฟอสฟาเทส และ ฟอสฟอไลเปส การวิเคราะห์จุดกำเนิดของสายโซ่แบบกิ่งก้านทำได้โดยการทำปฏิกิริยาเคมีกับเอทานอล หมู่ฟอสเฟต ไดฟอสเฟต และฟอสฟอลิปิดที่ติดอยู่กับสายโมเลกุลยางได้สามารถพิสูจน์ได้จากการทำ ปฏิกิริยาระหว่างน้ำยางปราศจากโปรตีนกับไลเปส ฟอสฟาเทส และฟอสฟอไลเปส ทำการวิเคราะห์โครงสร้างโดย การใช้ 1H-, 13C และ 31P-NMR น้ำหนักโมเลกุลหาได้จากการวิเคราะห์ทาง GPC และความหนืดจาก สารละลายเจือจาง หมู่ปลายของโมเลกุลยางคาดว่าเป็นหมู่ฟอสเฟตและไดฟอสเฟตที่ต่อกับโมเลกุลของฟอสฟอลิ ปิดโดยพันธะแมกนีเซียมไอออนและพันธะไฮโดรเจน การวิเคราะห์เชิงปริมาณโดย 31P-NMR ในสถานะ ของแข็งพบฟอสฟอรัสประมาณสองถึงสามอะตอมต่อสายโซ่ยาง กิ่งก้านของสายโซ่ยางเกิดจากการเกิด micelle โดยพันธะไฮโดรเจนและพันธะไอออนิกระหว่างหมู่ฟอสฟอลิปิดและหมู่ฟอสเฟต แมกนีเซียมไอออน เตตระ เมทิลไทยูแรมไดซัลไฟต์ (TMTD) ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และไดแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต (DAHP) เป็นจุดกำเนิดเพิ่มเติมของการเกิดสายโซ่ยางแบบกิ่งในน้ำยางสดและน้ำยางแอมโมเนียที่ถูกเก็บเป็นเวลานาน จึงสามารถสรุปได้ว่าโมเลกุลของยางเชื่อมต่อกับหมู่ฟอสเฟตและไดฟอสเฟตที่ปลายโอเมก้า สายโซ่แบบ กิ่งก้านเกิดจากการรวมตัวของฟอสฟอลิปิดโดยพันธะไฮโดรเจนหรือพันธะไอออนิก

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Tanaka, Yasuyuki

Role: Thesis Advisors

Created: 2004

Modified: 2553-04-26

Issued: 2010-02-01

ISBN: 9740445632

CallNumber: TH L941s 2004

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Polymer Science and Technology

Grantor: Mahidol University

©copyrights

ใช้เวลา

0.013599 วินาที