羧甲基壳聚糖.ppt

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1、壳聚糖1.概述甲壳素的发现和命名甲壳素的存在壳聚糖的物理性质壳聚糖的化学性质1.1甲壳素的发现和命名1811年H.Braconnot温热的稀碱容易反复处理蘑菇1823年A.Odier甲壳类昆虫翅鞘中分离，命名Chitin1843年A.Payen发现Chitin与纤维素性质不同J.L.Lassaigne发现Chitin中有氮元素1.1甲壳素的发现和命名1878年G.Ledderhose从Chitin的水解反应液中检出了氨基葡萄糖和乙酸1894年E.Gilson进一步证明Chitin中含有氨基葡萄糖，后来研究证明

2、，Chitin是有N-乙酰基葡萄糖缩聚而成的。1.1甲壳素的发现和命名甲壳素(Chitin)1.1甲壳素的发现和命名纤维素1.1甲壳素的发现和命名1859年C.Rouget将甲壳素浸泡在浓度KOH溶液中煮沸一段时间，取出发现可溶于有机酸中。1894年F.Hoppe-Seiler确认这种产物是脱掉了部分乙酰基的甲壳素，并命名为Chitosan。1.1甲壳素的发现和命名壳聚糖(Chitosan)1.1甲壳素的发现和命名壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上就可以称之为壳聚糖，这种脱

3、乙酰度的壳聚糖能溶于1%乙酸或1%盐酸。作为有实用价值的工业品壳聚糖，N-脱乙酰度必须在70%以上。1.1甲壳素的发现和命名1.1甲壳素的发现和命名根据N-脱乙酰度可以把壳聚糖分为：55%-70%为低脱乙酰度壳聚糖70%-85%为中脱乙酰度壳聚糖85%-95%为高脱乙酰度壳聚糖95%-100%为超高脱乙酰度壳聚糖（极难制备）1.2甲壳素的存在天然有机化合物中，数量最大的是纤维素（植物生成），其实是甲壳素（动物生成）。甲壳素是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。1.2甲壳素的存在在自然界的存在甲壳素广

4、泛存在于甲壳纲动物虾和蟹的甲壳、真菌（酵母、霉菌）的细胞壁和植物（如蘑菇）的细胞壁中。1.2甲壳素的存在1.2甲壳素的存在存在状态甲壳类动物外壳的结构材料就是甲壳素，它既有生理作用，又能保护机体防止外来机械性冲击；同时，还具有吸收高能辐射的性能。在真菌的细胞壁中，甲壳素与其他多糖相连，在动物体内，则是与蛋白质结合成蛋白聚糖。1.2甲壳素的存在存在状态甲壳素的结构因氢键类型不同而有三种结晶体：α-甲壳素，由两条反向平行的糖链组成β-甲壳素，由两条同向平行的糖链组成γ-甲壳素，由三条糖链组成，其中两条同向，一条反

5、向。1.3壳聚糖的物理性质一般物理性质甲壳素是白色或灰白色无定形、半透明固体，分子量因原料不同而有数十万至数百万，不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂，可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸，但同时主链反生降解。1.3壳聚糖的物理性质一般物理性质壳聚糖也是白色无定形、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，分子量也从数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中，壳聚糖的主链会缓慢水解，溶液黏度会逐渐降低，所以壳聚糖溶液应随用随配。

6、1.3壳聚糖的物理性质结构特征研究证实，甲壳素与其他多糖一样，其分子链也是螺旋形，XRD照片给出的螺距为0.515nm，一个螺旋平面由6个糖残基组成。1.3壳聚糖的物理性质红外光谱1.3壳聚糖的物理性质核磁共振氢谱（1HNMR）1.4壳聚糖的化学性质O-酰化和N-酰化壳聚糖可与多种有机酸的衍生物（酸酐、酰卤）反应，导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基，又有氨基，酰化反应既可在羟基上成酯，也可在氨基上成酰胺。1.4壳聚糖的化学性质含氧无机酸酯化甲壳素和壳聚糖的羟基，尤其是C6-OH

7、，可与一些含氧无机酸（或其酸酐）发生酯化反应，类似于纤维素的反应。在壳聚糖的氨基上也可能发生反应。1.4壳聚糖的化学性质含氧无机酸酯化在含氧无机酸的酯化反应中，最常见的是甲壳素和壳聚糖的硫酸酯。这些酯类的结构与肝素相似，也具有抗凝血作用，而肝素的提取和生产较为困难，价格很高。肝素还有引起血浆脂肪酸浓度增高的副作用。1.4壳聚糖的化学性质醚化甲壳素和壳聚糖的羟基与烃基化试剂反应生成醚（甲基醚、乙基醚、苄基醚等），广泛用于日化工业。此外，用低分子冠醚通过接枝于高分子化合物分子上，可制备具有高分子化合物和冠醚化合物

8、双重结构特性的高分子冠醚。1.4壳聚糖的化学性质N-烷基化壳聚糖的氨基是一级氨基，有一孤对电子，具有很强的亲核性，能发生很多反应。甲壳素的乙酰氨基的N上只有一个H，很稳定，但在一些强烈条件下，也能发生取代反应。1.4壳聚糖的化学性质氧化甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化。氧化剂不同，反应的pH不同，机理和产物也不同，既可使C6-OH氧化成醛基或羧基，也可使C3-OH氧化成羰基（成酮），还可能发生部分脱氨