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1、第13卷无锡轻工业学院学报Vol.13第2期JOURNALOFTHEWUXIINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRY1994No甲壳素和壳聚糖的化学改性及其应用夏文水陈洁(食品科学与工程系)0前言irinrosaneuose甲壳素(Ch)和壳聚糖(Chi)是一类结构类似于纤维素(Clll)的氨基多糖生物聚合物,由于资源丰富,结构独特,与纤维素相比,具有更多的潜在应用价值,因而近年,。,,来越来越引起广泛关注1977年以来已相继召开了四届国际学术讨论会出版了数本关于甲壳素和壳聚糖的专著〔‘·2〕目前每年发表的文章和专利
2、数量增加很快。raeonnoroe一eyer自从1811年B发现甲壳素和1894年HppSl将甲壳素与KOH在’,,180C熔融得到壳聚糖以来〔〕对此类化合物进行了大量的基础和应用研究发现甲壳素和、、、、、、、‘一‘。壳聚糖在纺织造纸医药化工生物〔〕印染食品农业等众多领域具有许多应用价值,,但是由于甲壳素呈紧密的晶体结构川不溶于普通溶剂壳聚糖也只能在某些酸类介质中溶,,,也影响了研究工作的广泛开展。解这种难以对付的特性使其在应用方面受到很大限制川对甲壳素和壳聚糖进行化学改性,提高其溶解性,开发更加高级的新用途,这是甲壳素,一
3、’2。和壳聚糖研究中最为活跃而又深入的课题〔〕。讨论下列反应:、、本文介绍甲壳素和壳聚糖化学改性的研究新进展类型酞化梭基化醚化、薛夫氏反应、N一烷基化、醋化、水解及其它反应,以及这些反应衍生物在各个领域中的应用前景。1酞化反应这是甲壳素和壳聚糖化学改性中研究较多的一种反应。甲壳素和壳聚糖与酞氯或酸醉,。一一反应导入不同分子量的脂肪族或芳香族酞基酞化反应可在轻基(O酞化)或氨基(N酞‘,、、。化)上进行〔习酞化产物的生成与反应溶剂酞基结构催化剂等有关在甲磺酸溶剂中进行酞化、低温下可得到长链双O一酞化甲壳素。若酞基结构庞大,其位
4、阻会使O一酞化难以进行,’‘。一,如要制取高取代度的酞化产物则需要延长反应时间〔〕在N酞化中介质影响很大使用甲:一一收稿日期19930329:夏文水等甲壳素和壳聚糖的化学改性及其应用163,’5。,反应速率最大[〕用有机非质子传递溶剂醇和乙醇或甲醇和甲酞胺的双相混合介质时采,’6〕。、用高度膨胀的壳聚糖在室温下3min即可完全酸化〔若与过量的乙酞氯癸酞氯或十二一,。,一〔烷酞氯在无水毗咤氯仿中沸腾反应可得到完全酞化产物川相反在醋酸甲醇介质中用’8。一,〔〕有趣的是控制壳聚糖N酞化度在50%左右可酸配在低温下反应则得到部分酞化
5、产物,‘’得到水溶性产物而且这种制备水溶性壳聚糖的方法比部分脱乙酞化均相反应的方法仁〕更。简单方便[s]将脱乙酞化度(DE)为50写的水溶性甲壳素在有机非质子传递溶剂中形成高度,、,,一、,,,一膨胀的沉淀与芳香族的环状酸醉如邻苯二甲酸醉123苯三酸醉1245苯四酸醉进,,行反应生成酞胺酸甲壳素产物经加热可进一步变成相应的酞亚胺甲壳素(见图1)这些新型衍生物在有机溶剂和碱性水溶液中溶解度显著提高,由于引进了梭基和酸醉基1Z赚生腾o;n立nl~nZ「H:l恻「厂忽]H‘’‘’c(。,一了《迄:一冲淤件洋茹上冰图1甲壳素酞化反应
6、团,又可进一步的改性〔20]。壳聚糖与过量的二甘醇酸醉、丁二酸醉、顺丁烯二酸醉反应,得到一,、,壳聚糖的N酞化衍生物这些产物都可溶于水稀酸和稀碱溶液中其溶解度取决于取代,·一,’’6、度并且显示了良好的吸湿保水性能〔〕;与6葡萄糖酸内醋件丙醇酸内酷及缩水甘油进,。,〔”〕甲壳素和壳聚糖酞化后不但溶解性增加而且相应有很多新行酞化可得到水溶性产物用途。脂肪族酞化甲壳素可作为生物相溶性材料,形成膜时,其表面润湿性及凝血作用比硅破璃要好[z3〕。3、4、5一三甲氧基苯甲酞甲壳素具有吸收紫外线的作用,可用于化妆品中作为。一,,防晒护肤
7、的添加剂[24〕N甲酞化壳聚糖用于人造纤维中可提高纤维对酸性染料的亲和力,〕。还可用于人造皮的制造〕。N一uZ+并增强其物理性能哪取[28壬酞化壳聚糖对C具有很强的。一,吸收能力吻〕N顺丁烯二酞基壳聚糖与丙烯酸胺的共聚物在任何pH值下都稳定能在水中膨胀形成具有良好机械性能的凝胶,用这种材料固定的抗体能有效地减少血浆中肝炎病毒抗原值〔川。此外,用甲壳素与壳聚糖甲酞化和乙酞化物(取代度分别为0.5和2.5)的混合,’。。物制成纤维后[」可作为外科缝合线2梭基化反应,一致基化反应是指用氯代烷酸或乙醛酸在甲壳素或壳聚糖的6轻基或氨基
8、上引入竣烷,,一、一t基基团研究最多的是梭甲基化反应其相应产物为梭甲基甲壳素(CMChiin)O梭甲基一一、一一一,一,-OCMChitosan)NNCMChitosan)和ONN壳聚糖(梭甲基壳聚糖(梭甲基壳聚糖(O一.,.、CMitos)RMuzzari对它们的历史和发展Chan这是一
