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关于壳聚糖的溶解性以及应用ppt课件.ppt


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(脱乙酰甲壳素)是由甲壳素(广泛存在于昆虫、甲壳纲动物外壳虾、蟹等及真菌细胞壁中是自然界中仅次于纤维素的多糖,地球上第二大可再生资源)脱乙酰反应后的产品,化学名称为聚葡萄糖***(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖,。壳聚糖的外观是白色或淡黄色半透明状固体,但壳聚糖不溶于水和碱溶液,也不溶于硫酸和磷酸。溶于质量分数为1%的乙酸溶液后形成透明豁稠的壳聚糖胶体溶液是最重要的性质之一。壳聚糖无毒、无害,具有良好的保湿性、润湿性,但吸湿性较强,遇水易分解。其吸湿性仅次于甘油,优于山梨醇和聚乙二醇。壳聚糖的相对分子质量为10万到30万之间。壳聚糖分子结构与纤维素相类似,分子呈直链状,极性强,易结晶,但由于熔点高于其自身分解温度,故不易得到非晶态的壳聚糖。,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧***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。其结构为下图所示:分子式为:(C6H11NO4)N,~30万,不溶于水。但是通过降解之后的壳聚糖分子量在1000~1500的可以基本完全溶于水,可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液,且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合,而使自身带正电荷。目前应用较多的降解的方法有以下三种:、酸—亚***法、浓硫酸法、氢***酸法等许多种,不过,用于工业化生产的主要还是盐酸降解法。酸法降解壳聚糖是一种非特异性的降解过程,降解过程及降解产物的分子量分布较难控制。。据研究报道,已有30多种的各种酶可用于壳聚糖的降解,酶法降解壳聚糖条件温和,且不对环境造成污染,是壳聚糖降解的最理想方法。,其中H2O2氧化降解法因成本低、降解速度相对较快、产品相对分子质量低且分布窄,无残毒、易实现工业化而倍受关注。()改变改变溶解性原理:壳聚糖是由甲壳素脱乙酰而来,-NH-CO-CH3该基团脱乙酰以后变成-NH2,-NH2为亲水基团故能增加壳聚糖的溶解性方法:将壳聚糖用高温浓碱浸泡,然后洗涤掉多余的碱和脱下来的乙酰基。要求不同用的工艺就不同,如果壳聚糖要求的级别比较低,用过的碱还可以重复使用。N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素,就能在这种稀酸中溶解。作为工业品的壳聚糖,N-脱乙酰度在70%以上。N-脱乙酰度在55%~70%的是低脱乙酰度壳聚糖,70%~85%的是中脱乙酰度壳聚糖,85%~95%的是高脱乙酰度壳聚糖,95%~100%的是超高脱乙酰度壳聚糖。N-脱乙酰度100%的壳聚糖极难制备。,改变分子的功能,即结构决定功能。原理:为解决溶解性,除了破坏分子链的结构规整性外,还可用引入亲水性基团的方法,实现水溶性化。下面介绍几种改性方法。(1)酰化反应:酰化反应酰化反应是甲壳素、壳聚糖化学改性中研究较多的一种化学反应,在其大分子链上导入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基,使其产物在水和有机溶剂中的溶解性得到改善。(2)醚化改性:甲壳素和壳聚糖的羟基可与烃基化试剂反应生成相应的醚,如羟烷基醚化、羧烷基醚化,***乙基醚化。羟乙基醚化反应可以用甲壳素碱与环氧乙烷在高温、高压条件下制备,使产物的溶解性得到很大改善,同时具有良好的吸湿、保湿性。6ppt课件.(3)烷基化改性:烷基化反应可以在壳聚糖中羟基的氧原子上发生,也可在其氨基的氮原子上发生。壳聚糖的氨基上有一孤对电子,具有较强的亲核性,与卤代烷反应时,首先发生的是№烷基化。壳聚糖在含有5mol/L氢氧化钠的异丙醇中低温下反应制得壳聚糖碱,再与卤代烃反应,可以得到完全水溶性衍生物。,分子(离子)的热运动加剧,使得分子间混台加快,壳聚糖的溶解性能同样能受到温度的影响。原理:由于升高温度之后,氢离子的运动速率加快,使得氢离子对氨基和羟基作用加强同时大分子链运动加快,从而加快了壳聚糖有序结构的破坏,促进了壳聚糖的溶解。但是升高温度对壳聚糖溶液也带来了不利的影响。由于壳聚糖的缩醛键结构,在氢离子的攻击下很容易发生水解,使壳聚糖降解。当温度升高时壳聚糖降解更为严重,所以溶解壳聚糖温度不宜过高,一般20~30度为宜,对于必须加热的才能溶解的溶剂,也要尽量采取最低温度下使其溶解。

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  • 时间2020-10-01