壳聚糖的改性及保湿性研究

合集下载

甲壳素壳聚糖及其衍生物吸湿保湿性研究进展

甲壳素壳聚糖及其衍生物吸湿保湿性研究进展

甲壳素壳聚糖及其衍生物吸湿保湿性研究进展邵志会 王爱勤 3(中国科学院兰州化学物理研究所 , 甘肃 兰州 730000)摘要 : 简要介绍了甲壳素 、壳聚糖的物化性质 , 概述了壳聚糖常见的化学修饰方法 , 详细综述了甲壳素 、壳聚 糖及其羟基化衍生物 、羧化衍生物 、酰化衍生物的吸湿性和保湿性的研究现状 , 对β- 壳聚糖 、甲壳低聚糖的吸湿性 和保湿性也进行了介绍 。

关键词 : 化妆品 ; 甲壳素 ; 壳聚糖 ; 衍生物 ; β- 壳聚糖 ; 甲壳低聚糖 ; 吸湿性 ; 保湿性中图分类号 : TQ 65812文献标识码 : A文章编号 : 1001 - 1803 (2001) 05 - 0043 - 03甲壳素 ( 简称 CT ) 又名甲壳质 、几丁质 , 大量 存在于虾 、蟹等海洋节肢动物的甲壳中 , 也存在于低 等动物菌类 、昆虫 、藻类的细胞膜和高等植物的细胞 壁中 , 分布极其广泛 , 自然界中其储量仅次于数量最 大的纤维素 1 。

甲壳素的化学名称为 ( 1 , 4) 22 - 乙 酰氨基 - 2 - 脱氧 - β - D - 葡聚糖 , 它是通过β - 1 ,4 糖苷键相连的线性生物高分子 , 相对分子质量通常在几十万至几百万之间 。

甲壳素在 1811 年最先由法国科学家 Braconnot 从 霉菌中发现 , 1859 年 R ouget 把甲壳素与氢氧化钾溶 液共煮发现了壳聚糖 ( 简称 CTS ) , 后 100 多年间其 研究时断时续 , 直至 20 世纪 50 年代 , 甲壳素的研究 开发才变得十分活跃 , 甲壳素 、壳聚糖不仅本身具许 多优良的特性 , 且可进行化学修饰得到多种衍生物 。

1 甲壳素衍生物由于甲壳素中乙酰氨基的存在 , 分子间的氢键作 用极强 , 因而在溶剂中溶解能力极差 。

除二甲基乙酰 胺/ 氯化锂 、六氟丙酮和三氯乙酸 的 混 合 溶 剂 外2 , 几乎不溶于其他的有机溶剂和稀酸 、稀碱中 , 这极大 地限制了其应用范围 。

壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究

壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究
环保安全
壳聚糖改性吸附剂制备过程简单,安全环保,不会产生二 次污染。
05
结论
研究成果总结
壳聚糖改性吸附剂的制备方法
本研究成功开发了一种壳聚糖改性吸附剂的制备方法,该方法简单、 高效,适用于大规模生产。
吸附性能显著提高
通过改性处理,壳聚糖吸附剂的吸附容量和吸附速率均得到显著提升, 能够有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
拓展应用领域
将壳聚糖改性吸附剂应用于其他领域, 如土壤修复、放射性核素去除等,以 拓展其应用范围。
开发新型改性材料
尝试其他天然高分子材料进行改性处 理,以期获得性能更优异的吸附剂。
加强实际应用研究
进一步验证壳聚糖改性吸附剂在实际 应用中的效果,为其在水处理领域的 推广应用提供有力支持。
THANKS
吸附剂的结构。
扫描电子显微镜分析
观察改性吸附剂的表面形貌、 孔径分布和孔容等结构特征。
X射线衍射分析
用于分析改性吸附剂的晶体结 构和晶格常数。
热重分析
研究改性吸附剂的热稳定性及 失重行为。
03
壳聚糖改性吸附剂的吸附性能研究
吸附机理
01
02
03
物理吸附
通过分子间范德华力吸附 污染物。
化学吸附
通过吸附剂表面的活性基 团与污染物发生化学反应, 形成稳定的化学键。
离子交换吸附
壳聚糖改性吸附剂表面的 氨基和羧基可以与污染物 中的阳离子和阴离子进行 离子交换。
吸附动力学研究
吸附速率
研究吸附过程中不同时间点的吸附量,分析吸附 速率随时间的变化规律。
吸附平衡时间
确定达到吸附平衡所需的时间,为实际应用提供 参考。
动力学模型
建立吸附动力学模型,用于描述吸附速率与污染 物浓度、吸附剂用量等因素之间的关系。

壳聚糖的改性研究

壳聚糖的改性研究

壳聚糖的改性研究壳聚糖及其衍是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。

本文综合概述了壳聚糖的结构、性质、富集及其改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。

壳聚糖具有许多独特的化学性质,根据其酸化、酉旨化和氧化、接枝与交联、经基化、经烷基化等反应还可制备成多种用途的产品,而且从氨基多糖的特点出发具有比纤维素更为广泛的用途。

对壳聚糖的应用开发研究,自本世纪六十年代以来就十分活跃,近年来国际更是十分重视对它的深入开发和应用。

通过对甲壳质和壳聚糖进行修饰与改性来制备性能独特的衍已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。

1、壳聚糖及其改性吸附剂壳聚糖(chitosan)是一种天然化合物,属于碳水化合物中的多糖,是甲壳素n-脱乙酰基的产物,其学名是β(1→4)-2-氨基-2-脱氧-d-葡萄糖。

壳聚糖本身的基本结构就是葡萄糖胺聚合物,与纤维素相似。

但因多了一个胺基,具有正电荷,所以并使其性质较为开朗。

且因其生成分子融合键角度自然改变之故,对于小分子或元素可以出现HGPRT螳螂合作用。

根据甲壳素退乙酰化时的条件相同,壳聚糖的退乙酰度和分子量相同,壳聚糖的分子量通常在几十万左右。

但一般来说n-乙酰基脱下55%以上的就可以称作壳聚糖。

壳聚糖本身性质十分稳定,不会氧化或吸湿。

鉴于壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性,在食品、制药、水处理方面显示出非常诱人的应用价值。

近年来,国内外对壳聚糖的开发研究十分活跃。

由于壳聚糖吸附剂存有以上的优点,学者们对其天然的工艺已经存有了较为深入细致的研究。

李斌,崔慧研究了以壳聚糖作富集柱,稀h2so4为洗脱剂,稀naoh 为再生剂,火焰原子吸收光谱法简便、快速分离富集测定水中痕量cu(ⅱ)的方法,于波长nm 处测定,检出限为20ng·ml-1,线性范围为10~20μg·ml-1。

此法的优点在于简便、快速、选择性好、经济实用、效果良好。

但由于壳聚糖易降解,在实际操作中存在着流速控制难,富集效果不均一,空白大的问题。

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用

壳聚糖的改性研究进展及其应用壳聚糖是一种天然高分子材料,由于其具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性,因此在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

然而,壳聚糖也存在一些不足之处,如水溶性差、稳定性低等,因此需要对壳聚糖进行改性研究,以提高其性能和应用范围。

壳聚糖的改性方法主要包括化学改性和物理改性。

化学改性是通过化学反应改变壳聚糖的分子结构,从而提高其性能。

例如,通过引入疏水基团可以改善壳聚糖的水溶性和生物相容性。

物理改性则是通过物理手段改变壳聚糖的形态、结构等因素,以达到提高性能的目的。

例如,通过球磨法可以制备壳聚糖纳米粒子,从而提高其在生物医学领域的应用效果。

目前,壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展。

然而,仍存在一些问题和挑战。

其中,如何保持壳聚糖的生物活性是改性过程中面临的重要问题。

改性后的壳聚糖可能会出现新的毒性问题,因此需要进行深入的毒性研究。

未来,随着壳聚糖改性技术的不断发展,相信这些问题将逐渐得到解决。

壳聚糖在工业、生物医学等领域有着广泛的应用。

在工业领域,壳聚糖可用于制备环保材料、化妆品添加剂、印染助剂等。

例如,通过接枝共聚将壳聚糖与聚丙烯酸制成高分子复合材料,可用于制备可生物降解的塑料袋等环保材料。

在生物医学领域,壳聚糖可用于药物传递、组织工程、生物传感器等方面。

例如,利用壳聚糖制备的药物载体能够实现药物的定向传递,提高药物的疗效并降低毒副作用。

在生物医学领域,壳聚糖还可用于组织工程。

通过将壳聚糖与胶原等生物活性物质结合,可以制备出具有良好生物相容性和生物活性的组织工程支架。

这些支架可为细胞生长提供适宜的微环境,促进组织的再生和修复。

壳聚糖还可用于制备生物传感器,用于检测生物分子和有害物质。

例如,将壳聚糖与酶或抗体结合制成生物传感器,可实现对血糖、胆固醇等生物分子和有害物质的快速、灵敏检测。

壳聚糖作为一种天然高分子材料,具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性,在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

壳聚糖改性方法研究进展

壳聚糖改性方法研究进展
速度, 为 了增 加 壳 聚糖 可 溶 性 , 常用的改性 方法有 : 烷 基 化 改 性、 羧 基 化 改 性 和 季 铵 盐 化 改 性 ( 1 ) 烷 基 化 改 性 。 烷 基 化 改 性 产 物 主 要 有 3种 : N 一 烷 基
C d + 的 去 除 效 果 ,结 果 表 明 : 当水 中 C d 含量 在 3 0 5 0 me d L 时 .加 入 1 %的 0 一 羧 甲基 壳 聚 糖 水 溶 液 和 等 体 积 的 N a , S O
中 广 泛 存 在 .存 在 量 仅 次 于 纤 维 素 其 脱 乙 酰 产 物 壳 聚 糖
( c h i t o s a n ) 是一种 无定 型 的半透 明物 质 , 无毒 、 无害 、 易 生 物 降解 , 不污染 环境 , 且 具 有 良好 的 吸 附 性 、 吸湿性 、 成 膜 性 等 特性 . 广 泛 应 用 于 环 境 保 护 尤 其 是 水 处 理 领 域 然 而 壳 聚 糖 的溶解性能较差 , 不溶 于水 、 碱性 溶液和大部 分有机溶 剂 , 这 大 大 限 制 了壳 聚糖 的 应 用 基 于 壳 聚 糖 分 子 中 存 在 着 氨 基 、
具 有 很 强 的亲 和性 因 此 . 氨 基 的反 应 活 性 大 于 羟 基 的 反 应 活性. 所 以N 一 烷 基 化 更 易 得 到 N 一 烷 基 化 产 物 一 般 通 过 醛
到 的 一 种 壳 聚糖 的 改 性 产 物 由于 季 铵 基 的位 阻 大 、 水 合 能 力强。 因此 . 壳 聚 糖 经 过 季 铵 盐 改 性 后 的 溶 解 度 有 很 大 程 度 的提高 。 不仅 能溶解 于水中 。 还 可 以溶 解 于 乙醇 、 甘 油 等 有 机 溶剂 中 。 改 性 后 的 产 物 同 时 具 有 壳 聚 糖 和 季 铵 基 的特 性 . 如: 抗 菌性 、 抗 氧化性 、 絮凝性 、 保 湿 性 等 。蔡 照 胜 等 人 利 用 3 一 氯一 2 一 羟 丙基三 甲基氯 化铵 ( C T A)对 壳 聚 糖 进 行 季 铵 化 改

壳聚糖改性与应用

壳聚糖改性与应用
壳聚糖的抗菌应用及改性
Content
1
壳聚糖
2
壳聚糖的抗菌应用
壳聚糖的改性
3
壳聚糖
壳聚糖又名脱乙酰甲壳素、聚氨基葡 萄糖,化学式为(C6H11NO4)n。它是一种性 质活泼的高分子聚合物,结晶度较高,广 泛存在与虾蟹等低等动物、藻类等低等植 物、蘑菇等大型真菌中。甲壳素在碱性条 件下加热脱去N-乙酰基后得到壳聚糖。
壳聚糖抗菌成膜喷剂
喷雾型分子级隐形敷料,喷洒在皮肤、黏
膜患处及损伤表面,通过全新的物理及生物双 重抗菌机制,隔离、杀灭病原微生物,同时促
进组织修复与再生。
用于各种外伤伤口,保护创面,预防皮肤、 粘膜及损伤表面感染,并能迅速止血止痛,促
进创面愈合,缩短愈合时间,抑制伤口疤痕形
成;用于皮肤粘膜感染部位的抗感染治疗和预 防继发性感染。
会在-NH2上发生取代,要想得到结构单一的羧
甲基壳聚糖,并且影响抗菌活性,必须严格控 制反应条件。当在碱性下反应时,羧甲基化反
应的活性为:一级羟基的活性﹥二级羟基的活
性﹥氨基的活性。
壳聚糖的改性
季铵化反应 季铵化是另一种增强壳聚糖水溶性和抗菌性 的改性方法。实现壳聚糖季铵化一般有两种方式: 1.直接将壳聚糖骨架上的氨基修饰为季铵盐;2. 在壳聚糖骨架之外引入季铵基团,这种季铵化方 法可以在壳聚糖分子结构中引入不同碳数的烃基, 从而得到不同碳链长度的壳聚糖季铵盐衍生物。 季铵化后的壳聚糖水溶性增加,抗菌活性增 加。
壳聚糖的改性
羧烷基反应
壳聚糖与氯乙酸在碱性条件下反应可制得羧甲基
壳聚糖,这是现今应用得最多的壳聚糖衍生物之一。 羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物,其抗菌活
性高于壳聚糖。壳聚糖羧烷基化抗菌活性提高的原因:

改性壳聚糖的研究进展

改性壳聚糖的研究进展

改性壳聚糖的研究进展1壳聚糖的理化性质壳聚糖(chitosan,(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。

甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中,含量极其丰富,自然界每年产量约在100亿吨,是仅次于纤维素的第二大多糖。

它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖,此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基,因此在分子间形成很强的氢键,导致其不溶于水和普通有机溶剂,这就大大限制了其应用范围。

将甲壳素在碱性条件下加热,脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。

人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。

N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据,脱乙酰度越高,分子链上的游离氨基就越多,在酸中的溶解性就越好;而壳聚糖相对分子质量越大,分子之间的缠绕程度就越大,溶解度就越小。

壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖,它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。

壳聚糖可溶于大多数稀酸,如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液,且溶于酸后分子中氨基可与质子结合,使自身带上正电荷。

甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示:图1壳寡糖与壳聚糖的结构式甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。

微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。

而壳聚糖可以被多种酶水解,包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。

在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在,通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。

壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基,化学性质区别于3,6-羟基,与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。

由于C6-OH是一级羟基,C3-OH是二级羟基,空间位阻不同反应活性也不同,再加上C2-NH2,壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。

羟丙基壳聚糖的制备及其吸湿_保湿性研究

羟丙基壳聚糖的制备及其吸湿_保湿性研究
本研究所得的产品为以环氧丙烷为改性剂在位一oh上引入羟丙基故反应前须将加入适量naoh的壳聚糖置于冰箱中冷冻10d以上以制成碱化壳聚糖确保naoh渗入壳聚糖分子内部削弱分子间作用力提高反应活性
Vo.l 13, No. 7 18
精细与专用化学品 F ine and Specialty Chem ica ls
吸湿率 = ( mn - m0 ) /m0 100% 将上述吸湿后的试 样继续放置 48h, 称取各样 品质量, 由下式计算保湿率:
保湿率 = Hn /H 0 100% 式中, H0 为样品放置 40h 时的含水量, H n 为放 置 48h时的含水量。
2 结果与讨论
2. 1 反应条件对 CS性能的影响 当氢氧化钠的浓度低于 30% 时, 无论反应温度
箱中冷冻过夜, 制成碱化壳聚糖。碱化壳聚糖解冻 后, 挤压除去过剩碱液, 置于三口烧瓶中, 加入 50m L
异丙醇, 于室温下搅拌 30m in后, 加入 10% 四甲基
氢氧化铵溶液 10mL, 室温下边搅拌边加入过量的环
氧丙烷, 加完后慢慢 升温, 再冷却至室温。倾去溶 液, 得到片状羟丙基壳聚糖。加入适量去离子水, 在 室温下即可溶解。用 1 1的盐酸中和至反应体系的 pH = 7, 产物用丙酮沉淀后, 用 95% 乙醇洗涤, 再用 无水乙醇洗涤。在 60 下干燥即 得白色或淡黄色 粉末状羟丙基壳聚糖。 1. 4. 2 HPCS特性粘度〔 〕的测定〔10~ 12〕
第 13卷第 7期 2005年 4月 6日
羟丙基壳聚糖的制备及其 吸湿、保湿性研究
袁毅桦* 陈 忻 刘颖梅 洪祥乐 ( 佛山科学技术学院理学院, 广东 佛山 528000)
摘 要: 在碱性条件下用环氧丙烷对壳聚糖进行了改性研究。结果表明, 壳聚糖、氢氧化钠 和异丙醇质量比为 1 1 10, 反应温度为 60 , 反应时间为 4h, 所制备的羟丙基壳 聚糖有良 好的水 溶性, 在相对 湿度 32% 的环境 中, 羟 丙基壳聚糖的吸湿性为 壳聚糖的 3倍, 在相对湿度 81% 中, 保湿性为壳聚糖的 1 13倍。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4 5  ̄ C ,t h e t i me o f S a p o n i ic f a t i o n Wa s 1 5 0 mi n ,a nd he t i t me o f e t h e r i i f c a t i o n Wa s 1 2 0 mi n . Co n c l us i o n :T h e mo i s ur t e r e t e n —
b o x y me t h y l a t i o n i n 6 — 0H o f c h i t o s a n a n d s t u d i e d t e mp e r a t ur e o f S a p o n i f i c a t i o n . t i me o f S a p o n i ic f a t i o n a n d t i me o f e t h e r i i f — c a t i o n b y o r t h o g o n a l d e s i g n . Gl y c e ol r , h y a l u r o n i c a n d c o H a g e n we r e c h o s e n a s t h e a s s e s s me n t i n d e x . S t u d i e d o n c a p a bi l i t y o f Mo i s t u r e i n r e l a t i v e h u mi d i t y . Re s ul t s :T h e o p t i mu m e x t r a c t i o n t e c h n o l o g y wa s t h a t he t t e mp e r a t re u o f S a p o n i ic f a t i o n Wa s
羧 甲基 壳聚糖 保湿 性最 优 , 完全 可 以替代 透 明质酸 , 作 为 多种化 妆 品 的保湿 剂 。
【 关键 词】 保 湿性 ; 保 湿率 ; 壳聚糖 ; 羧 甲基 壳聚 糖
【 中图分类号】R 2 8 5 . 6
【 文献标识码】 A
【 文章编号】 1 6 7 3 — 7 2 1 0 ( 2 0 0 9 ) 0 1 ( b ) 一 0 4 6 — 0 2
S t u d y o n mo d i f y a n d mo i s t u r e r e t e n t i o n o f c h i t o s a n
C HEN Yu pi n g
( E x p e r i me n t C e n t e r , P h a r ma c e u i t c a l S c i e n c e s o f G u a n g d o n g C o i f e g e o f P h a r ma c y , Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 6 , C h i n a ) 【 Ab s t r a c t ]Ob j e c i t v e :T o i mp r o v e s o l u b l e o f c h i t o s a n a n d d e v e l o p e i t s p r o s p e c t s i n a p p l i me n t .Me t h o d s :Ma d e c a r -
对 皂化温 度 、 皂化 时 间以及 醚 化时 间进 行优 化 。 以甘油 、 透 明质 酸 、 胶 原蛋 白为参 照物 , 在一 定相 对 湿度 下考 察 了羧
甲基壳 聚糖保 湿性 能 。结果 : 优化 后 的反应 条件 : 皂化 温度 为 4 5 ℃ห้องสมุดไป่ตู้ 皂化 时 间为 1 5 0 m i n ; 醚化 时间 为 1 2 0 mi n 。结 论 :
( 巩 义市 予 华仪 器 公 司 ) ; 真 空 干燥 箱 ( 上海 博 迅 实 业有 限 公
司) ; 离 心沉 淀机 ( 上 海 医用分 析仪 器厂 ) 。
1 . 2试 药
究 的进一 步 深化 . 壳 聚糖 的应 用 范 围不 断扩 大 。 壳 聚糖 已应
【 Ke y wo r d s 】 Mo i s ur t e r e t e n t i o n ; Mo i s t re u r a t e ; C h i t o s n; a C rb a o x y me t h y l c h i t o s n a
近些 年来 , 随着各 国对 壳 聚糖 的认 识 不断 提高 和应 用研
t i o n o f e a r b o x y me t h y l c h i t o s a n i s t h e b e s t s u p e r . I t C n a r e p l a c e h y lu a on r i c a n d b e c o me h u me c t a n t o f ma n y c o s me i t c s .

制剂 与技 术 ・
2 0 1 0年 1 月 第 7卷 第 2期
壳聚 糖 的 改性 及保 湿 性 研 究
陈 育 平
( 广东 药学 院药科 学 院实 验 中心 , 广 东广 州
5 1 0 0 0 6 )
【 摘要】目的 : 为 了改善壳 聚糖 的水 溶性 , 拓 展其 应用 前景 。方法 : 在 壳 聚糖 6位羟 基上进 行 羧 甲基化 , 通 过 正交 试验 .
相关文档
最新文档