❶ 甲壳素与壳聚糖的交联反应是怎样的
甲壳素和壳聚糖可由双官能团的醛或酸酐等进行交联,得到网状结构的不溶性产物。此外,还可以利用环氧氯丙烷等交联剂,在壳聚糖上同时引入其他活性基团。 常用的甲壳素醛类交联剂有戊二醛、甲醛、乙二醛等,反应可在室温下进行,反应速度较快。它们的交联反应可在均相和非均相体系中进行,反应体系的pH值范围较宽。交联反应主要是醛基和氨基生成Schiff碱,其次是醛基与羟基的反应。如壳聚糖和2,4一戊二酮反应生成N--乙烯酰基衍生物,衍生物不溶于稀酸,在水溶液中性能稳定,其以两个螯合位点与金属阳离子螯合,对金属阳离子铜(Ⅱ)和钴(Ⅱ)有很强的螯合能力,可用于水处理。利用环氧氯丙烷可将壳聚糖粉末在稀碱溶液中进行交联,同时在两个壳聚糖分子链的交联键之间形成羟基。如果用环硫氯丙烷在水--氧六环溶液的稀碱液中对壳聚糖进行交联,则可在交联键之间形成巯基. 摘自 http://www.jiakesu.com/news/201132095330.htm 扩展阅读 http://www.jiakesu.com/
❷ 壳聚糖的制备:以虾壳为原料,来提取壳聚糖。 急!急!急!急!希望高手来帮助啊!万分感谢!
虾壳蟹壳漂洗----脱钙及无机盐----脱蛋白质及脂----脱碱,漂洗----水洗;烘干----甲壳素产品----浓碱处理----水洗;烘干----壳聚糖初产品----提纯----壳聚糖初产品----提纯-----壳聚糖产品
❸ 如何生产提取甲壳素和壳聚糖
一个您必须认真对待的话题
一个您不能回避的现状
由于社会生活节奏的加快、环境的污染、年龄的上升、身体各器官功能的减退等等原因,现代人往往处于亚健康状态,此时人们常感到多种不适,如失眠、疲劳、腰痛、便秘、面容憔悴等,而去医院却又无法明确诊断。
亚健康像一颗定时炸弹一样,时刻威胁着人们的生活与健康。
也许很多的人们试用很多种保健品,很多的人们选择了很多种恢复手段……,但最终都不能尽如人意。
也许现在仍有很多的人们仍在苦苦地寻找一种有效的途经。
……
一个您不知道的领域
甲壳素!!!
现代医学研究认为:甲壳素是继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后的人体第六大生命要素,不可缺少。
在生态平衡的环境下,人们从饮食是就能摄取足量的甲壳素以完成活化细胞、调节免疫等功能,但现代生活中自然食物链被破坏,人体已处于甲壳素缺乏状态,由此出现了亚健康。
甲壳素能使亚健康状态下低迷的人体功能得能恢复甚至强化。
大家知道,人体可以说是一个复杂的化学反应器,保持一个弱碱性体液环境将是维持人体健康的必备条件。甲壳素可升高体液的PH值,改善体内酸性环境,可清除自由基,抑制过氧化物对人体组织细胞的损害,活化细胞,抗疲劳,延缓衰老。因此,甲壳素被营养专家推荐为21世纪人类的最后珍宝。
一、何为甲壳素
甲壳素,英文chitin,也称甲壳质。学名为β-1,4-聚-N-乙酸-D-氨基(C8HBN05)n,顾名思义,它是昆虫和甲壳类动物(如虾、蟹)的外壳中所含有的一种物质。早在1811年法国科学家布拉克诺(Bracomnno)首次发现这种物质时,是从蘑菇(蕈)中提取到的,因此最早把它命名为(Fungine蕈素)。到1823年法国科学家顾吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取到了这种物质,并命名为Chitin(甲壳素),Chitin希腊语原意为“外壳”、“信封”的意思。在自然界中甲壳质是地球上储量最丰富的胺基糖型式的多糖。含量仅次于纤维素;它广泛存在于昆虫类及水生甲壳类等无脊椎动物的外壳上,以及真菌类的细胞壁上,是人类除淀粉、纤维素以外的第三大生物资源。
经结构分析,甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,属于直链氨基多糖学名为[(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1-4)键连接分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。其分子结构特点为:氧原子将每个碳原子的糖环连接到下一个糖环上,侧基团“挂”在这些环上。甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常的相似,所不同的是,若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰基(NHCOH3),这样纤维素就变成了甲壳质,在此基础上若脱去乙酰基便成为甲壳胺,从这个意义上讲,甲壳素可以说是动物性纤维。不具有毒性且可以被生物体分解,具有生物活性,被视为最具有潜力的生物高分子。
二、甲壳素的功效
甲壳素作为机能性健康食品,它完全不同于一般营养品,对人体具有强化免疫,抑制疾病,促进疾病痊愈和调节生理机能等五大功效。
1、抗菌作用——甲壳质、甲壳胺可以抑制葡萄状球菌和绿脓菌等细菌的增殖,以及镰刀菌(Fusarium)等霉菌(Escherichiacoli,Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis Salmonella typhimurium,Candida albicans) 的生殖。甲壳胺纤维与棉花混纺针织布经某医学院免疫学教研室检测其对金葡萄、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率均高99%以上。抗菌除臭作用显着。
2、免疫力强化作用——甲壳质、甲壳胺能够使对免疫力起主导作用的大食细胞活性 化,提高免疫力。
3、细胞活性化作用——促进LYSOZYME的分泌,帮助伤口愈合。
4、吸附氯离子作用——吸附导致高血压病变的主要因素氯离子,防治高 血压,起到预防效果。
5、降低胆固醇作用——抑制胆固醇的生成,去除多余脂肪成分。
6、止血作用——具有可以使起到止血作用的血小板开始凝血作用。
7、凝结作用 - 吸附、去除放射能物质及重金属。
8、徐放性效果 - 保护和渐渐释放药效。
9、增加有效菌 - 增加双歧杆菌等有效菌的繁殖。
10、抗癌 - 强化可以消灭癌细胞的淋巴球,防止癌细胞的转移。
11、生物分解效果 - 对动植物和微生物的分解
以上是甲壳素的效能效果的一部分简单介绍,可以看出甲壳素是使用范围极为广泛的21世纪多功能超新物质。
一个您不容忽视的概念
一、甲壳素纤维
甲壳素纤维是利用高尖端生产技术将脱乙酰化度98%以上的高纯度甲壳胺通过湿式纺丝法生产的高纯度甲壳胺纤维。因直接将甲壳胺纤维化而成,能够完善的发挥甲壳胺固有的机能,对人体毫无副作用,是极其安全性纤维。具有出色的抗菌性、除臭性,并在生体活性化及防静电等方面具有卓越效果。
1、传统纤维纺织品的缺陷:
⑴人体汗液、灰质及皮脂等皮肤代谢废物附着在一般纤维表面上会造成内衣非卫生性质肮脏现象;
⑵附着有灰尘的内衣等纤维产品一段时间后不但发出恶臭气味还减少了保温性和透气性;
⑶皮肤上常带有的细菌类和微生物将从外界而来黏附在人体的废物和污染物质等有机化学物质作为食物吃掉并消化出的产物就是挥发性恶臭物质;因此,要最大可能地利用甲壳胺纤维抗菌、防臭、消臭、防虫等功能,追求制造抗菌性、快洁性的衣物。
2、甲壳素纤维产品效能
⑴抗菌作用:抑制各种病原菌、霉菌等对人体有害菌的增长和繁殖,有效的预防及帮助治疗脚癣、细菌性白带及带下症、各种皮肤病等,时刻维持人体的清洁卫生。以上功能效果随着甲壳胺纯度及浓度的提高而增强。
⑵防臭性:甲壳胺纤维能够缓和并去除汗味儿,时刻维持人体的清洁。
⑶出色的保湿效果:由于甲壳胺的氨基和纤维素构造使其具有极强的亲水性,其中每个化学残基的单位电荷及极性基的密度非常大,促使甲壳胺的保湿能力卓越,随时维持人体的湿润。
⑷促进皮肤的再生:甲壳胺纤维直接接触人体,在起到杀菌作用的同时可将帮助皮肤再生的溶解酵素(LYSOZYME)活性化,活性平均增加至原来的1.5~2.0倍,时刻保持人体皮肤的细腻而有弹性。
⑸强化免疫力:甲壳胺纤维对人体免疫系统加以作用,通过与人体的新陈代谢作用排除体内的病原菌及病毒等有害物质,而强化免疫机能。
⑹极强的上色性及预防静电作用:甲壳胺纤维与染料有很强的亲和性, 所以对于反应性原料和直接性染料有具高强度的染着性。又因其固有的抗电性,可以有效的防止静电。
3、甲壳胺纤维与皮肤接触时的作用
⑴溶菌酵素(LYSOZYME)的作用在人类表皮上具有一种叫做LYSOZYME的活性酵素,此种酵素就象人体的汗液一样被皮肤表皮分泌出与人体固有的弱酸性相互反应后分解甲壳胺。
⑵甲壳胺的抗菌性
甲壳胺是地球上存在的高分子物质中唯一带有阳离子特性的高分子物质,这种高分子可以与构成生物体细胞壁的阴离子成分相结合。阴离子是给各种微生物和细菌提供舒适生长环境的物质,甲壳胺通过与这类阴离子结合破坏有害物质的舒适生长环境抑制微生物的生育。因此表现出抗菌效果,同时活性化对人体的有用菌,增加生殖其能力,从而提高人体免疫力。
穿着甲壳胺服装时甲壳胺与人体皮肤中分泌出的叫做LYSOZYME的酵素相互反应,被人体吸收后可以提高人体的免疫力。
⑶甲壳胺的保湿力
甲壳胺的保湿力比棉花高出7倍,比其它化纤产品的保湿力更加优秀,防止静电性卓越。
二、甲壳胺低聚糖
胺低聚糖是甲壳质的中间分解物。甲壳质是N-乙酰基-β-D-葡萄糖胺结合成的直锁型单纯氨基多糖盐酸盐类。甲壳胺是甲壳质脱乙酰基化的衍生物。由2-10个甲壳胺的构成单位—葡萄糖胺分子聚合成的甲壳胺,称为甲壳胺低聚糖。甲壳质和甲壳胺是我们常吃的香菇等菌类和面包酵母的细胞壁,螃蟹、虾等甲壳类的壳,鱿鱼、贝类等软体动物的骨骼、外壳等的构成成分。据推算,甲壳质、甲壳胺由这些生物一年自然合成约1千亿吨,这些物质由于自然界生物中存在的酶(甲壳质酶、溶菌酶、甲壳胺酶)的生物分解作用,在地球上才不至于堆积。这种循环深刻地干预着地球环境和生态界的维持。 近来,对甲壳质、甲壳胺的基础领域和应用领域的研究很活跃。甲壳质、甲壳胺不仅能单纯用于迄今为止的生物材料,而且可以说具有与其他材料明显不同的特征,这就是在人体内生化分解和生化分解物显示药理效果这两点。这个性质是由于甲壳质、甲壳胺在是高分子多糖类的同时,每个重复的分子单位由乙酰氨基为基本结合,从而具有与其他生物材料不同的特性。这种结构特性和机能一经发现,就在以人类为首的动植物的生长和保健、疾病预防及关联产业中广泛得到利用
1、甲壳胺低聚糖的效能
⑴预防心脏病:抗胆固醇作用,甲壳胺的阳离子抑制肠内的胆固醇吸收,减少恶性胆固醇,增殖良性HDL胆固醇,抑制胆固醇沉着 ,除去肥胖成因,减肥效果有望。
⑵预防摄取食盐引起的高血压:甲壳胺的阳离子与盐分结合、排泄,抑制血压上升。
⑶消化机能改善:增殖肠内有效菌,诱导肠内菌的平衡,以使有效菌占主导地位。
⑷提高人体本来的自然治愈率,强化免疫力:脂肪肝或肝炎恢复正常状态,acrophage(巨噬细胞)增加,预防感冒或肝炎。
⑸维持体内电解质平衡:吸附、排泄重金属。
⑹手术后恢复期的病人伤口愈合效果和强化免疫、抑制老化、预防疾病、恢复疾病、治疗肝癌、膀胱癌、皮肤癌效果。
⑺人体节律调节:Homeostatis(恒时性维持)—人体节律变化诱发疾病。
⑻自律神经的调节:抑制运动交感神经,提高静止副交感神经,消除疲劳。
⑼维持血液浓度一定:维持血液的PH值为7.4。
⑽体液、淋巴液的恒时化:体液、淋巴液的中性化。
⑾调节荷尔蒙分泌。
2、显效反应(好转反应)
摄取含有甲壳低聚糖的机能食品(保健食品)时,在较快的时间内会出现好像副作用的症状。那并非副作用,而叫作显效反应,表示症状正在改善的好的反应。根据体质和病质的不同,症状表现也不同。显效反应(好转反应)的表现种类:我们身体的机能不正常,感觉健康异常时,如果摄取含有甲壳低聚糖的机能食品,虽有程度的差异,可以说一般都会发生显效反应。
⑴松弛反应:约35%的服用者出现懒惰、无力。我们身体的非正常的器官(脏器)向正常状态恢复的过程中出现,不同个人有差别,约持续一周左右。
⑵过敏反应:摄取甲壳胺机能食品,在我们身体的免疫体一边增加,一边短时性返回急性状态时出现。约18%摄取者出现便秘、痛症、腹泻、浮肿、发汗,4-5天内恢复原状。便秘严重时减少摄取量为好。
⑶排泄作用:我们的身体发生解毒作用,老化废物、毒素等排泄时,在汗、小便、皮肤等上出现反应。约10%摄取者出现,严重时减少摄取量,约1周后正常服用。
⑷其它反应:也有可能出现发热、疼痛,在改善血液循环的过程中发生,多在4-5天内迅速消失。甲壳胺是自然机能性食品,人体亲和性食品,完全没有西药的抗癌剂等的副作用,这样的结果有过世界范围的报告。
一个您应当知道的产品
韩国盈德甲壳素有限公司创立于1993年,总部设在韩国庆尚北道盈德郡,占地面积26446.4平方米。拥有现代化的生产设施和实力雄厚的高科技实验室。主要从事海洋生物中萃取天然活性物质壳聚糖的研究开发和生产销售。
盈德公司自主研发生产的甲壳素(胺)纤维、壳聚糖、水溶性壳聚糖、高密度壳聚糖、天然食品防腐剂等系列产品可以广泛应用于纺织、医药、食品、保健、日化、农业、环保等领域。
盈德公司1999年进入中国,在山东潍坊设立生产基地。2001年4月潍坊盈德甲壳素有限公司正式运营。公司全套引进韩国先进的生产流水线及试验仪器设备。现年生产甲壳素(胺)纤维300吨;甲壳胺及衍生物100吨。同时开发生产出甲壳素(胺)纤维纱、针织、机织布、无纺布、毛巾制品、男女服装、尿不湿、卫生巾、化妆品、日用品及医用敷料等系列产品,公司拥有多项产品专利,与日本Bio公司、日本WCD公司、俄罗斯SONATA公司等有广泛的合作。产品现已远销日本、东南亚、台湾、欧洲、美国等三十多个国家和地区。
1、盈德功能保健袜:在甲壳胺纤维的原有功能之上,加入银离子,加大杀菌消毒作用;
2、甲壳胺低聚糖胶囊;
3、内衣;
4、儿童服装;
5、甲壳胺日用品:化妆品、毛巾、肥皂、厨卫用品等。
甲壳素,一个您必须肯定的健康选择!参考资料:shaoshan040718
❹ 目前工业上常用的生产壳聚糖的方法
甲壳素经脱乙酰化反应后便得到壳聚糖。常见的制备法有化学法和酶法。一般情况下,影响脱乙酰化程度的主要因素有原料的种类(晶型)、甲壳素的制备方法、甲壳素颗粒的大小和密度、碱液的浓度、反应的温度和时间等。衡量壳聚糖产品性能的主要指标是脱乙酰化度和分子量(或黏度)等。一般提高反应温度、碱液浓度和延长反应时间等均可提高脱乙酰化度,但这样会伴随有甲壳素主链的降解,影响分子量。 目前,大部分的壳聚糖都是由α-Chitin制备的,对由β-Chitin制成的β-Chitosan的研究尚少,但该型壳聚糖具有优于前者的性能。 酶法制备壳聚糖是利用专一性酶对甲壳素进行脱乙酰基反应。这种方法的关键是如何获得甲壳素脱乙酰酶。到目前为止人们已经发现许多微生物、真菌中均存在脱乙酰酶。国外在此方面进展较快。日本科学家已成功地从土壤中分离出某种具有脱乙酰活度的细菌。 微生物培养法生产壳聚糖的研究现在也比较活跃。其主要原理还是利用微生物本身存在的酶进行自身催化,从而脱去乙酰基。陈忻等用丝状真菌提取的壳聚糖的脱乙酰化度为85%~90%,用它制成的食品保鲜剂的抗菌能力比从虾壳来源的壳聚糖高1-2倍。 南开大学和天津大学从1998年11月开始研究以家蝇幼虫为原料制备甲壳素、壳聚糖。经过反复研究和论证,发现选用家蝇幼虫为原料生产的甲壳素、壳聚糖具有以虾、蟹壳为原料的产品无法比拟的优势:杂质少、收率高,易获得高质量产品;在提取过程中对水、酸、碱消耗少;由于是工厂化生产家蝇,原料供应稳定,成本低。与高分子的壳聚糖相比,分子量低于1万的低分子壳聚糖具有更好的溶解性,更高的生物活性,更多的生理功能,更利于人体肠道的消化吸收。甲壳低聚糖的制备方法主要包括水解法、物理法、利用糖转移反应、利用转基因合成、化学合成法几大类。目前以水解法(酸水解法和酶水解法)为主。 酸水解法制备甲壳低聚糖研究较早,主要包括Baketr法、Rupley法、Capon法、Horowritz法等。甲壳素/壳聚糖在HCl、HF和HNO3等强酸作用下发生剧烈降解。但酸解的条件不易控制,选择性较差,分离纯化困难,且产量低。目前,国外工业生产是采用HCL水解法。 酶法降解主要是由甲壳素酶、壳聚糖酶和溶菌酶进行水解,但这类酶较难获得,造成生产成本过高。因此寻找非专一酶来对壳聚糖进行水解就显得较为重要。扬州大学酶工程研究室建立了一个用蛋白酶降解高分子壳聚糖的制备工艺,制备的甲壳低聚糖平均分子量约为1500,2000,3000,4000,1万,2万。无锡轻工大学多年来对壳聚糖的水解进行了深入的研究,发现应用多种非专一性酶组成的复合酶(糖酶、蛋白酶、脂肪酶等)对壳聚糖水解的作用,其产物的平均分子量可达1万以下,这为甲壳低聚糖的制备开辟了一条新途径,经过中试试验后,证明该方法和工艺条件可用于工业化生产。 由于酸水解法难于控制和产物转化率低,而专一性水解酶又因价格昂贵难以商业化,因此采用非专一性水解酶来生产甲壳低聚糖是一条经济可行的途径。 采用酶的糖转移法可制得高级寡聚糖。另外还有转糖苷酶合成的报道。 除此之外,用过氧化氢水溶液处理壳聚糖来制备甲壳低聚糖的方法国内外也正在研究,据文献报道,将壳聚糖溶解在0。8%~10%的过氧化氢水溶液中,在40~1000C下反应至壳聚糖全部溶解也可得到甲壳低聚糖产品。γ-射线法制备甲壳低聚糖的研究也较多,是通过壳聚糖在辐射过程中因分子键发生断裂而降解,但难以得到分子量在40000以下的产品。 采用微生物发酵法合成低聚合度的壳聚糖也是一条有前途的方法,但由于产量过低,目前尚在研究阶段。
❺ 羧甲基壳聚糖的制备方法
(1)将壳聚糖溶于稀乙酸中,用过量的丙酮沉淀,得到壳聚糖乙酸盐,转入带有搅拌的反应瓶中,加入一定量的NaOH溶液和异丙醇,边搅拌边滴加氯乙酸的异丙醇溶液,控制反应温度为70℃,反应数小时,冷却至室温,用稀酸调pH值至中性,用85%甲醇洗涤,干燥,即得羧甲基壳聚糖。
(2)将纯化好的壳聚糖装入带有搅拌的反应瓶中,加入一定量的20%NaOH溶液和异丙醇,在室温下搅拌60min,然后滴加氯乙酸的异丙醇溶液,在室温下反应5h,然后用稀盐酸中和至pH值为7,用丙酮沉淀产物,过滤,用85%甲醇溶液洗涤直至无氯离子,再用无水甲醇洗涤,60℃下真空干燥,即得产品。
(3)将2鲍壳聚糖加到200mL正丁醇中,室温搅拌溶胀20min,分6次加入 lOmol/L NaOH溶液,每次50mL, 40min一次,最后一次加完后再搅拌40rnin,得到碱性壳聚糖,然后把24g固体氯乙酸分5次加入,5min一次,在55~75℃搅拌反应3h,接着加入17mL水,用冰醋酸调pH值至7,抽滤,用70%甲醇 300mL分次洗涤,抽干后,再用300mL无水乙醇分次洗涤,于60℃真空二干燥,得产品。羧甲基化反应温度分别为55℃, 60℃, 65℃, 70℃和75℃,产量分别为31. 0g,33.8g, 36.58, 34.0g和33.2g, 65℃时最高。
(4)把甲壳素于一定温度下在40%~60%NaOH溶液中浸泡0. 5~5h,然后边搅拌边加入氯乙酸,再在0~70℃反应0. 5~5h,碱酸质量比控制在(1.2~1.6):1,在0-80℃保温5~36h,然后用稀盐酸中和,分离产物,用75%乙醇溶液洗涤,于60℃干燥。这个方法也可制备羧甲基壳聚糖。
(5) 15g壳聚糖先在50%(w/w) NaOH溶液中碱化,然后加150mL异丙醇搅拌,加入18g氯乙酸,在65℃反应2h,用酸中和,70%甲醇多次洗涤,然后溶于水中,再用丙酮沉淀,过滤,用无水乙醇反复洗涤,过滤,真空干燥,得到精制的羧甲基壳聚糖。
(6) 3g粉状壳聚糖悬浮于100mL浓度分别为25%, 30%, 35%,40%的NaOH溶液中,加入5g氯乙酸与冰醋酸的混合液(摩尔比为1:1),在30℃下反应,每隔1h加入5g氯乙酸与冰醋酸的混合液搅拌反应6h,最后用盐酸中和,过滤,用甲醇反复洗涤,干燥,得产物。
(7) 10g壳聚糖溶于1000mL 1%乙酸溶液中,加入200mL氯乙酸钠(氯乙酸用氢氧化钠溶液中和)及50%氢氧化钠溶液150mL,室温间歇搅拌反应4h,用酸中和停止反应,离心分离沉淀,溶于碱,过滤,滤液再中和,离心分离沉淀,用甲醇洗涤,干燥,得产物。、
(8)超声波法制备羧甲基壳聚糖,可显着缩短反应时间,提高羧甲基的取代度。将0. 5g壳聚糖与5mL异丙醇、10ml 30 %NaOH溶液混合,再加入溶于10rnl异丙醇的氯乙酸(壳聚糖与氯乙酸的质量比为1:4~5),在三角瓶中摇荡几分钟后,置于超声波清洗器中,用水作振荡介质,调节输出功率40W,升温到60℃反应3h,之后倾去上层清液,向粘状物中加入40rnL水,充分搅拌溶解,用1000盐酸中和到pH值为7,滤去不溶物,滤液中加入适量甲醇沉淀,过滤,无水乙醇洗涤,100℃烘干,即得产物。
❻ 壳聚糖上的氨基可以发生化学反应吗
可以
化学名:β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
分子式: (C6H11NO4)N
单元体的分子量为:161.2
结构式如图
在特定的条件下,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应,可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物,从而扩大了壳聚糖的应用范围。
壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基,它们具有较强的化学反应能力。在碱性条件下C-6上的羟基可以发生如下反应:羟乙基化——壳聚糖与环氧乙烷进行反应,可得羟乙基化的衍生物。羧甲基化——壳聚糖与氯乙酸反应便得羧甲基化的衍生物。磺酸酯化——甲壳素和壳聚糖与纤维素一样,用碱处理后可与二硫化碳反应生成磺酸酯。氰乙基化——丙烯腈和壳聚糖可发生加成反应,生成氰乙基化的衍生物。
上述反应在甲壳素和壳聚糖中引入了大的侧基,破坏了其结晶结构,因而其溶解性提高,可溶于水,羧甲基化衍生物在溶液中显示出聚电解质的性质。
❼ 壳多糖和壳聚糖的改性方法,目的是什么
壳聚糖具有优良的生物降解性和生物相容性、良好的吸附性和环境友善性,并且无毒无味,因而在生物材料生产、农产品加工、医药产品开发、新型抗菌纤维制备、废水处理等众多领域中有广泛的应用。但是存在于壳聚糖结构中的羟基和氨基在排布上具有一定的规整性,这使线性的壳聚糖分子链间存在强烈的氢键作用,并导致壳聚糖在中性或碱性水溶液中的溶解性能不够,这影响了壳聚糖的进一步应用。
为克服这一不足,人们提出了多种以制备水溶性壳聚糖衍生物为目的的方法,其中季铵化改性更是研究的重点之一。此外还有甲壳素和壳聚糖通过酰化、羧基化、醚化、烷基化、酯化、羟基化、螯合、氧化、接枝和交联等反应,制备各种衍生物,从而获得更广泛的用
❽ 求,水溶性壳聚糖的制备方法,满意再加分!
1.1 试剂与仪器
试剂:环氧丙烷、氢氧化钠、异丙醇、丙酮、无水乙
醇、盐酸、硫酸铵、氯化钙等均为分析纯,壳聚糖(CTS,
D.D=92.7%1(南通兴成生化公司).
仪器:pH DZ一2型笔型酸度计,721A型分光光度
计,170SX型傅立叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司1.
1.2 羟丙基壳聚糖(HPCTS)的合成
将定量的壳聚糖与异丙醇混和搅拌30 min,加入
50%的NaOH水溶液,碱化搅拌60 min,密封过夜.次
日,加入催化剂搅拌均匀,量取一定量环氧丙烷加入
搅拌中的反应器内,室温下反应60 min,然后在一定温
度下再反应一定时间.随后调pH至中性并分散于乙
醇/水溶液中,经不断搅拌和抽滤,用丙酮反复浸泡、洗
涤后得干燥产物,备用.
1_3 测试
分子质量【。21;取代度[13,141;红外表征:羟丙基壳聚糖
精制后将CTS及HPCTS分别与KBr混合压片,用傅
立叶变换红外光谱仪测定;溶解性:将0.5 g HPCTS溶
于20 mL蒸馏水中,搅拌一定时间,观察其在水中的
溶解情 ;吸湿保湿性能.【。61
2 结果与讨论
2.1 反司1.
1.2 羟丙基壳聚糖(HPCTS)的合成
将定量的壳聚糖与异丙醇混和搅拌30 min,加入
50%的NaOH水溶液,碱化搅拌60 min,密封过夜.次
日,加入催化剂搅拌均匀,量取一定量环氧丙烷加入
搅拌中的反应器内,室温下反应60 min,然后在一定温
度下再反应一定时间.随后调pH至中性并分散于乙
醇/水溶液中,经不断搅拌和抽滤,用丙酮反复浸泡、洗
涤后得干燥产物,备用.
1_3 测试
分子质量【。21;取代度[13,141;红外表征:羟丙基壳聚糖
精制后将CTS及HPCTS分别与KBr混合压片,用傅
立叶变换红外光谱仪测定;溶解性:将0.5 g HPCTS溶
于20 mL蒸馏水中,搅拌一定时间,观察其在水中的
溶解情 ;吸湿保湿性能.【。61
2 结果与讨论
2.1 反应条件对取代度的影响
2.1.1 温度
由表1看出,随着反应温度的提高,取代度Ds先
增大后减小.原因是反应温度越高,反应物之间的渗
透以及环氧丙烷与反应物活性基团间的碰撞越充分,
加快了反应速度,副反应也会发生,而且环氧丙烷的
沸点较低易挥发,温度过高对主反应不利,导致取代
度下降.所以反应温度取60℃为宜.
表1 反应温度对产物的影响
注:反应8 h,壳聚糖2 g,环氧丙烷20 mL,催化剂1 mL.
2.1,2 环氧丙烷用量
从表2可见,环氧丙烷用量增大,产物的取代度也
随之增大.原因是反应物量加大可以增大反应试剂向
壳聚糖内部扩散的速度,并且有足量的原料与壳聚糖
的活性基团发生反应,增加了反应试剂与壳聚糖分子
上活性基团的碰撞概率,使取代度提高.虽然可以通
过增加环氧丙烷的用量来提高产物的取代度,但在生
产时也应该考虑到成本问题,所以应根据最终的要求
与目的选择合适的用量,本实验选择环氧丙烷的用量
为20 mL.
表2 环氧丙烷用量对产物的影响
注:60℃反应8 h,壳聚糖2 g,催化剂1mL.
2.1.3 时间
由表3可知,反应时间越长,产物取代度越高,溶
解性能也越好.壳聚糖与环氧丙烷的反应是固液非均
相反应,反应初期是环氧丙烷的扩散、渗透以及碱壳
聚糖混合均匀的阶段,紧接着是环氧丙烷与壳聚糖的
反应基团进行反应,生成的产物从溶胀变为溶解拐外,
时间的延长使反应进行得更充分,碱壳聚糖将通过水
的作用扩散到各反应活性基团间与其发生反应.最
后,延长反应时间可使“扩散一反应一溶胀一溶解”的过
程反复进行,使反应更完全,取代度提高,产物的溶解
性能改善.因此,反应8 h已能得到水溶性的产物.
表3 反应时间对产物的影响
注:反应温度60℃,壳聚糖2 g,环氧丙烷2O mL,催化剂1 mL.
2.1.4 其他条件
异丙醇为溶剂进行碱化可确保碱水溶液均匀分
散,它是一种良好的分散剂.碱化过程中放出的热量
分散均匀,易于传递出来,减少了碱壳聚糖的水解逆
反应,得到更加均一的碱壳聚糖.另外,碱在醇中的溶
解度低于在水中的溶解度,可使较多的碱被壳聚糖吸
附.异丙醇还可提高反应活性,改善反应的均匀性.
壳聚糖与环氧丙烷的反应是非均相反应,但加入
相转移催化剂可增加环氧丙烷与壳聚糖的接触机会,
提高环氧丙烷的转化率,有利于反应的进行.
3 结论
利用环氧丙烷与壳聚糖反应,制备了有较好溶解
性能的壳聚糖衍生物.反应原料的增加及反应时问的
延长都有利于产物取代度的提高,而反应温度升高则
使得产物的取代度先增大后减小.产物与原料的fvrIR
红外光谱证明,改性后壳聚糖分子链上(主要在c _
OH上发生取代 1人了羟丙基基团.与原料CTS相比,
改性产物HPCTS有较好的溶解性和吸湿保湿性,且
随着取代度的增大而提高.水溶性壳聚糖及其衍生物
在纺织、食品、医药、日用化妆品等众多领域有着广
阔的应用前景.
❾ 壳聚糖 水溶性壳聚糖
若真是水溶性壳聚糖,把壳聚糖放在烧杯里加入纯化水即可以溶解,当然搅拌即可以增加溶解的速度和均匀性。否则不是水溶性的壳聚糖,那就得用稀盐酸或稀醋酸等来代替纯化水了!
❿ 什么叫羧甲基壳聚糖
羧甲基壳聚糖是近年来出现的一种化工合成物,在医药、化工、环保、保健品方面都有重要的意义。而其稳定的性质和抗菌抗感染,降脂和防治动脉硬化等药理作用注定了它在人类未来的日常生活中将发挥更大作用。羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物,有许多特性,如抗菌性强,具有保鲜作用,是一种两性聚电解质等。在化妆品、保鲜、医药等方面有多种应用,也是近年来研究得较多的壳聚糖衍生物之一。
羧甲基壳聚糖也可像羧甲基甲壳素的制备那样,在碱的存在下用氯乙酸与之反应而得到,但羧甲基甲壳素的羧甲基是在糖残基的C6-OH上发生取代,有少量羧甲基在C3-OH上发生取代,生成的是O-羧甲基甲壳素。壳聚糖的情况则要复杂-些,羧甲基既会在-OH上发生取代,也会在-NH上发生取代,生成O-羧甲基和N-羧甲基壳聚糖,实际上有如下几种可能的取代情况:C6-O-羧甲基、C2-N_羧甲基、C3-O-羧甲基、C6-O, C2-N-羧甲基、C6-O, C3- O, C2-N-羧甲基等。由于C3上的位阻效应以及C2和C3之间的分子内氢键,使C3位上的羧甲基化较难发生,所以羟基上的羧甲基取代,C3-O-羧甲基较少一些,而以C6-O-羧甲基为主。对于C6-OH与C2--NH来说,在碱性条件下羧甲基在羟基上的取代活性要高于氨基,因此,当取代度小于1时,羧甲基的取代主要是在羟基上而不是氨基上,只有取代度接近1和高于1时,才会同时在氨基上发生羧甲基取代,形成O,N-羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖的水溶性,除了因为它是一种羧酸钠盐而溶于水外,还有一个原因是羧甲基的导入,破坏了壳聚糖分子的二次结构,使其结晶度大大降低,几乎成为无定形。