羧甲基壳聚糖衍生物的制备
水溶性羧甲基壳聚糖的制备及其应用
节至中性 , 用7 5 % 甲醇水溶液洗涤 "此方法的特
点是碱用量少 , 操作简单 , 可以制备质量均一的 产品 , 但反应介质较贵 "
2 .3梭 甲基壳聚糖梭化度测定方法
梭 甲基壳聚糖梭化度 , 梭化位置直接影响其
溶解性 ! 乳化性 ! 与金属的鳌合性 ! 吸湿和保湿 性等 "氯乙酸在碱性条件下与壳聚糖的C 6 一 OH 和 CZ 一 N HZ 均可发生取代反应 , 所以最终产物是各种 梭 甲基壳 聚糖的混合物统称N , O 一 梭 甲基壳 聚糖 (C ar boxym et hyl 一 ehi t osan , 简称N ,o 一 e M e ) "关于
. 3 .1电导滴定法 2
称取一定量的N , O一 C M C 溶于蒸馏水中 , 并加
入N aO H 标准溶液 , 转移至 电导池 中通N Z, 在 磁 力 搅拌 下用标 准盐 酸滴 定 同时测 定 电导 率 " 以标 准 盐酸的体 积与电导率作图 " 其梭化度( D S ) 计算式如
下:
D S= A x 0 . 203/ ( l+0 . 022B 一0. 8 OA ) 0
存在(一 C o o N a和一 coo H ) , 此计算式只适 用于梭 甲
基壳聚糖 完全 以R 一 C O O H 形式存在 "
误差 " 另外 , 此方法操作比较繁琐 " 2. . 3离子选择电极法 3
准确称取干燥的c M 一 e h it n 样 品1. i 3 9一 1. 5 9置
3 轻 甲基壳聚糖的应用
接块或戮稠 , 不利于传质进行 , 影响反应效果 " 反应结束后 , 产品是溶液状态 , 不能直接洗涤 , 需要用超滤膜透析除去小分子杂质 , 处理麻烦 "
羧甲基壳聚糖的制备及在水处理中的应用研究进展
总第136期2005年第4期安徽化工甲壳素是由虾、蟹等甲壳类动物外壳制备的一种天然生物高分子化合物，属线形多糖类。
但它难溶于水、稀酸及一般有机溶剂。
经脱乙酰化反应后制成的壳聚糖，虽能溶于稀酸，但不溶于水，使它的应用受到了限制。
因此，改善壳聚糖的溶解性能，尤其是溶解于水的性能，是开拓壳聚糖应用领域的重要环节。
将壳聚糖进一步醚化，可制成水溶性的羧甲基壳聚糖，根据羧甲基位置不同羧甲基壳聚糖可分为三种：O-羧甲基壳聚糖，N-羧甲基壳聚糖，N，O-羧甲基壳聚糖。
羧甲基壳聚糖是一种新型的无毒高分子絮凝剂，能够吸附水中的一些重金属离子，在环境保护方面尤其是水处理方面的应用前景很好。
壳聚糖经羧甲基化改性以后，提高了其水溶性，具有成膜、增稠、保湿、絮凝、螯合和胶化等特性。
作为一种新型材料，羧甲基壳聚糖在化工、食品、医疗、纺织等领域将有愈来愈广泛的应用[1~2]。
这里介绍羧甲基壳聚糖作为吸附剂和絮凝剂在水处理方面的应用。
1 羧甲基壳聚糖的制备1.1 以壳聚糖为原料合成羧甲基壳聚糖传统的羧甲基壳聚糖合成方法一般分为以下几步：溶胀、碱化、羧甲基化、提纯。
其中溶胀这一步采用乙醇、异丙醇等有机溶剂浸泡数小时即可；碱化，采取浓度为38%~60%的碱液为佳，温度可控制在20C~60C之间，且时间也是一个关键的控制参数；羧甲基化，将适量的氯乙酸加到碱化后的壳聚糖中，反应温度65C为佳，反应数小时后得粗品，采用75%或80%乙醇或甲醇溶液进行洗涤以除去反应过程中生成的盐类。
也可采用膜析法除去盐，但是成本较高。
除盐后需在真空状态下干燥，得黄色或白色纤维状粉末，干燥温度不超过65C，否则产品变性[1~2]。
1.2 以甲壳素为原料合成羧甲基壳聚糖壳聚糖是由甲壳素制备来的，若直接以甲壳素为原料制备羧甲基壳聚糖也是一条可行的路线，且因为制备壳聚糖的过程也存在碱化步骤，可合二为一，使碱化一步到位。
具体制备方法如下：甲壳素浸泡于40%~60%的NaOH溶液中，一定温度下浸泡数小时后，在搅拌过程中缓慢加入氯乙酸，于70C反应0.5~5h，酸碱质量比控制在1.2~1.6I1；反应混合物再在0C~80C时保温5~ 36h，然后用盐酸或醋酸中和，将分离出来的产物用75%乙醇水溶液洗涤后于60C干燥[3~5]。
高取代度羧甲基壳聚糖的制备工艺研究
高取代度羧甲基壳聚糖的制备工艺研究一、引言- 研究背景- 国内外研究现状- 研究目的和意义二、文献综述- 羧甲基壳聚糖的概述- 羧甲基壳聚糖的应用- 高取代度羧甲基壳聚糖的研究进展三、实验材料和方法- 壳聚糖的来源和性质- 羧甲基化反应的反应物和条件- 产品的检测方法四、结果和讨论- 羧甲化反应的影响因素和工艺优化- 合成高取代度羧甲基壳聚糖的制备工艺研究- 产品质量评价五、总结与展望- 研究成果总结- 存在问题和改进方向- 高取代度羧甲基壳聚糖的应用前景注：如此类文章无法纯人工写作，需要结合领域知识以及材料，如实验数据等，能够提供这些内容即可。
第一章，引言随着对可再生资源的关注和环境保护意识的增强，生物基材料越来越受到人们的关注和重视，特别是壳聚糖（Chitosan）作为一种重要的生物高分子材料，在生物医学、食品工业、环境保护等领域中具有广泛的应用前景。
然而，由于壳聚糖在自然界中含量极少，而且成本较高，限制其广泛应用和工业化生产。
为了提高壳聚糖的应用效果和拓展其更广泛的应用范围，羧甲基化是一种有效的方法。
羧甲基壳聚糖是一种羧甲基基团被引入壳聚糖分子中而得到的产物，具有更好的水溶性、生物相容性、生物可降解性、抗菌性以及药物缓释等优良的性质，因此已被广泛应用于生物医学、食品工业、环境保护等领域。
尽管羧甲基壳聚糖具有广阔的应用前景，但目前市场上所出售的羧甲基壳聚糖产物取代度较低，水溶性差，限制了其应用发展。
高取代度羧甲基壳聚糖的制备成为研究的热点之一。
因此，本研究旨在利用壳聚糖为原料，研究高取代度羧甲基壳聚糖的制备工艺，为壳聚糖的应用拓展奠定基础。
此外，通过优化工艺条件，提高羧甲基化反应的产率和取代度，为羧甲基壳聚糖的产业化生产提供技术支持。
第二章，文献综述2.1 壳聚糖的概述壳聚糖是一种由葡萄糖聚合物组成的高分子材料，其结构形式为N-乙酰葡萄糖胺单元与D-葡萄糖单元交替排列而成，在真菌、海洋生物、甲壳类等生物体内均有广泛分布。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶是一种由羧甲基壳聚糖和明胶制成的水凝胶材料。
羧甲基壳聚糖是壳聚糖的一种衍生物，它是通过将壳聚糖进行羧甲基化反应得到的。
羧甲基壳聚糖具有良好的水溶性和生物相容性，常用于生物医学领域。
明胶是一种从动物结缔组织中提取的天然高分子物质，具有良好的生物相容性和可降解性。
将羧甲基壳聚糖和明胶混合在一起，可以形成一种水凝胶材料。
这种水凝胶具有一定的机械强度和弹性，可以作为生物医用材料使用，如用于组织工程、药物传递和伤口敷料等领域。
羧甲基壳聚糖明胶水凝胶的制备方法通常包括将羧甲基壳聚糖和明胶溶解在水中，然后通过物理或化学方法使其形成凝胶。
具体的制备方法可以根据不同的应用需求进行调整。
需要注意的是，羧甲基壳聚糖明胶水凝胶的性能和特性会受到多种因素的影响，如羧甲基壳聚糖和明胶的比例、制备方法、pH 值、离子强度等。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行优化和调整。
羧甲基壳聚糖的制备及处理重金属离子活性
图２ 羧 甲基壳 聚糖与壳 聚糖不 同ｐ Ｈ值下吸附能力 比较 由图２ 可以看出 ， 壳聚糖在对金 属离子 的吸 附作用 中所受 ｐ Ｈ值的 影响要大 于羧甲基壳聚糖。在相同的 ｐ Ｈ环境和等量投入量的条件下 ， 羧 甲基壳聚糖是 比壳聚糖更优越的重金属离子吸附剂。 ３ ． ２ ． ２ 吸附时间对羧 甲基壳聚糖 吸附重金 属离子的影 响
力６ Ｌ ｑ － 壳聚糖 ， 分子 中羧基是 主要 的螯舍基 团。 ［ 关键词 ］ 壳聚糖 羧 甲基 壳聚糖 吸 附 重金属强 。
在对金 属离子的吸附方面 ， 羧 甲基壳 聚糖是 阳离子型絮凝剂 ， 其分 子 中除 了含 有一 Ｏ Ｈ和一 Ｎ Ｈ 外还有 一 Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ ， 能有效 的络 合金属离 子 ， 生 成难 溶性沉 淀 ， 其螫合度 取决于 ｐ Ｈ的变化 ， 能有效 除去废水 中的重金 属 离子 ， 使得废 水再生 。与普通 的无 机絮凝剂相 比羧 甲基壳 聚糖具有 投加 量少 ， 沉 降速度快 ， 处理效果好 及不造成二级 污染等优 点“ 。以壳 聚糖 和氯 乙酸为原料制备羧 甲基壳 聚糖 ， 同时利用 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ络合滴定法 ， 测 定 了羧 甲基壳 聚糖对 废水 中重 金属离 子 Ｐ Ｉ ） ２ ＋ 的 吸附能力 ， 与壳聚糖 对废水 中重金属离 子的吸附能力进行 比较并对羧 甲基壳 聚糖应用 于废 水 中重金属离子的处理作简单讨论 。
《
ｔ （ ｍｍ）
图３ 吸附时间对 吸附率的影 响 由图 ３ 可知， 羧 甲基壳聚糖 对重金 属离子 的吸 附作用在 反应 刚刚 开始的时候 比较快 ， 吸附时 间增长 吸附率 明显增 大， 在１ ． ５ ｈ 后 吸附率增 幅明显降低 ， 到２ ｈ 时吸附率基本保持稳 定 ， 因此可推断 出， 羧 甲基壳聚 糖的最佳吸附时间为 ２ ｈ 。
羧化壳聚糖和羧甲基壳聚糖
羧化壳聚糖和羧甲基壳聚糖
羧化壳聚糖和羧甲基壳聚糖是两种常见的壳聚糖衍生物，它们在生物医药、食品工业等领域有着广泛的应用。
本文将围绕这两种化合物展开讨论，分步骤介绍它们的制备方法、特点以及主要应用。
一、羧化壳聚糖
羧化壳聚糖是将壳聚糖上的氨基上的羟基和部分醣胺键羧化反应而来的，主要应用于生物医药领域。
羧化壳聚糖制备方法如下：
1. 在碱性条件下，将壳聚糖加入2-氯乙酸中反应。
2. 反应后，通过滴定法测定羧化度，再利用漂白剂除去未反应的2-氯乙酸等杂质即可得到羧化壳聚糖。
羧化壳聚糖的特点：
1. 具有优异的生物相容性，能够与许多生物分子结构相似。
2. 具有良好的溶解性和可吸收性。
3. 具有广泛的应用前景，在医药领域可用作药物的制剂、缓释剂和修饰剂等。
二、羧甲基壳聚糖
羧甲基壳聚糖是通过将甲醛和壳聚糖反应而来，主要应用于食品工业和其他领域。
羧甲基壳聚糖制备方法如下：
1. 在酸性条件下，将甲醛加入含有壳聚糖的溶液中。
2. 反应后，用氢氧化钠或碳酸氢钠调节溶液的pH值，然后用漂白剂去除未反应的甲醛和杂质，即可得到羧甲基壳聚糖。
羧甲基壳聚糖的特点：
1. 具有良好的润滑性和粘附性，在食品工业中可用作乳化剂、凝胶剂和稳定剂等。
2. 具有良好的生物降解性，不会对环境造成污染。
3. 具有较强的抗氧化性和抗菌性能，在茶叶、果汁等食品中应用广泛。
总体来说，羧化壳聚糖和羧甲基壳聚糖在不同领域的应用十分广
泛，将有助于推动相关产业的发展。
另外，随着研究的深入，这两种化合物的应用前景也将更加广阔。
羧甲基壳聚糖的制备及应用
11311 在 500mL 的三口烧瓶中 ,加入 200mL 异丙醇 和 20g 壳聚糖 ,开启搅拌器 20min 左右使壳聚糖均 匀分散在异丙醇中 。 11312 将预先配制好的 10mol . L - 1 NaOH 溶液 50mL 分成 5 份 ,每隔 30min 加入 1 份 ,加完后在室温下继 续搅拌 1h ,得反应物淤浆 。 11313 称取 24g 固体氯乙酸 ,分 3～4 次在搅拌下 加入到反应物淤浆中 ,加完后将反应混合物用水浴 加热到 70 ℃,在控温下开启冷凝装置和搅拌器继续 搅拌反应 2h ,停止反应后用冷醋酸调节 pH 值 7～8 。 11314 将上述反应混合物过滤 ,滤饼用无水甲醇充 分洗涤 ,在 60 ℃下烘干至恒重 ,得产物羧甲基壳聚 糖约 30g。
物的溶解度 。
115 产物粘度的测定
将羧甲基壳聚糖配成 1 %的水溶液 ,用旋转粘 度计测定溶液的粘度 。
2 结果与讨论
反应条件对羧甲基壳聚糖水溶性与粘度的影响
实验结果见表 1 。
表 1 反应条件对产物溶解度 ,粘度的影响
组别 A B
编号
1 2 3 4 5 6
反应时间 /h 1 2 4 2 2 2
Preparation and Application of Some Chitoson Derivatives Guo Limin1 Zhang Mouzhen1 Lu Yong2
(1. Department of Chemical Engineering , Yan ,an University 716000 2. Yan ,an Agriculture School ,716000) Abstract :Some Chitoson Derivatives have been prepared by etherification methods and the optimum reaction condi2 tions on which chitoson is modified in isopropyl alcohol solvent have been obtained.
羧甲基壳聚糖的制备及其在保鲜中的应用
羧甲基壳聚糖的制备及其在保鲜中的应用朱昌玲;史劲松;孙达峰;张和;戚善龙【摘要】研究了在碱性条件,无溶剂体系下壳聚糖羧甲基化制备工艺,通过IR对反应前后壳聚糖结构进行了表征.最佳反应条件:2 g壳聚糖,在NaOH加入量为5 g、碱化时间为6 h、氯乙酸用量为6 g、3%KI、反应时间为8 h、反应温度60 ℃,产品取代度为1.27.同时研究了羧甲基壳聚糖对辣椒、猪肉涂膜保鲜实验,结果显示对辣椒、猪肉具有较好的涂膜保鲜作用.【期刊名称】《中国野生植物资源》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】5页(P41-45)【关键词】壳聚糖;羧甲基化反应;保鲜【作者】朱昌玲;史劲松;孙达峰;张和;戚善龙【作者单位】南京野生植物研究院,江苏,南京,210042;南京野生植物研究院,江苏,南京,210042;南京野生植物研究院,江苏,南京,210042;扬州日兴生物科技股份有限公司,江苏,扬州,225001;扬州日兴生物科技股份有限公司,江苏,扬州,225001【正文语种】中文【中图分类】O636.1壳聚糖(Chitosan，Cts)是甲壳素脱乙酰后的产物，是一种天然碱性多糖，由于只能溶解于酸及酸性水溶液中，限制了它的理论研究及生产应用。
但壳聚糖具有优良的生物亲和性和生物可降解性，容易制成各种衍生物［1］。
在众多衍生物中羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl－chitosan，CMC)研究最早，也最引人注目。
羧甲基壳聚糖是将羧甲基引入壳聚糖而得到的一类壳聚糖衍生物，通过羧甲基改性，可以破坏壳聚糖分子间的氢键，增加其水溶性。
使其既能溶于酸中，又能溶于碱中，成为聚两性电解质，从而大大扩大了壳聚糖的应用范围［2］。
由于CMC的水溶性比甲壳素和壳聚糖好，从而得到更好的发挥功效，可用作化妆品的保湿剂、果蔬保鲜剂、植物生长促进剂、水处理絮凝剂及多种药物辅剂等［3］。
根据文献［4－10］报道，在制备羧甲基壳聚糖时，均需加入异丙醇、1，4－二氧六环、二甲亚砜(DMSO)等其中一种有机溶剂进行膨化，生产时也不利于乙醇的回收利用。
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羧甲基壳聚糖衍生物的制备
1、实验原理
壳聚糖是由氨基-D-葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链糖，是天然多糖中惟一的碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功能。
但壳聚糖只能溶于一些稀酸中，不能直接溶于水中，这在很大程度上限制了它的应用。
因此，对壳聚糖进行化学改性，提高其溶解性能，尤其是水溶性，对拓展壳聚糖的应用领域具有重要意义。
壳聚糖的化学改性是壳聚糖研究的一个重要领域，旨在通过在壳聚糖的-NH 2和-OH 上引入新的官能团而改善其溶解性及其他物理化学及生物学性能。
壳聚糖的改性研究较多的有：酰基化、烷基化、羧基化、羟基化、接枝共聚、季铵盐化等。
在迄今所报道的600余种壳聚糖衍生物中，羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan ，CMC ）是研究较多的一种，是壳聚糖最重要的的衍生物之一。
CMC 在日化、食品、造纸、医药、化妆品等方面都有着重要的用途，此类衍生物具有良好的水溶性、表面活性、成膜性、吸湿保湿性、安全无毒性、抗菌、抗氧化等生物性能，在化妆品、食品、生物医药等方面呈现出广阔的应用前景。
羧甲基壳聚糖反应方程式如下： O CH 2OH
OH NH 2H
O
n 2COOH O CH 2OH OH NHCH 2COONa H O n
Et 3N
壳聚糖分子中的氨基和氯乙酸发生取代反应，得到N-羧甲基壳聚糖，三乙胺的作用为吸收反应释放的盐酸，促进反应的发生。
2、实验药品和玻璃仪器
壳聚糖，氯乙酸、氢氧化钠、异丙醇、乙醇、醋酸等；三口瓶、回流冷凝管、恒温加热搅拌器等。
3、实验内容
3.1 N-羧甲基化反应
在烧杯中把8g 氯乙酸[1]溶解在30ml 水中，氢氧化钠溶解在20ml 水中，在半个小时内磁力搅拌下，用胶头滴管把氢氧化钠溶液滴加到氯乙酸的水溶液中，使溶液的pH 调到8[2]，滴加完后，把混合溶液和2g 壳聚糖放人三口烧瓶中，然后加入2ml 缚酸剂三乙胺，升温到90度，水浴回流，磁力搅拌反应3h-4h 。
反应结束后，向烧瓶中加入50ml 水[3]，转入烧杯中，磁力搅拌下用碱液调节溶液的pH 到7-8[4]，然后离心分离除去不溶物，离心后的清液倒入烧杯中，慢慢加入二倍量的乙醇，沉淀[5]，并磁力搅拌洗涤5分钟，产品抽滤，滤渣用乙醇水混合溶剂洗涤10分钟[6]，抽滤，最后用无水乙醇洗涤10分钟[7]，105度烘干。
四、实验注释
[1] 氯乙酸为强烈的腐蚀性产品，称量时应小心。
[2] 氢氧化钠的量应计算好。
[3] 加水的目的充分溶解水溶性的羧甲基壳聚糖。
[4] 可以采用10%氢氧化钠调节，注意混合溶液的pH 应慢慢调。
[5] 加入乙醇的目的为破坏羧甲基壳聚糖在水中的溶解度，有利于羧甲基壳聚糖的析出。
[6] 乙醇和水的比例为8：2，可以把混合溶剂倒入烧杯中，放入羧甲基壳聚糖产品，磁力搅拌10分钟，目的为除去沉淀产品中夹杂的无机盐等杂质。
[7] 此步的目的为利用无水乙醇强烈的吸水性能，除去羧甲基壳聚糖中的水分，否则洗涤效果不好会导致产品烘干结块。
六、参考文献
[1]Chongxia Wang and Qingping Song. Removal of Cu(II) ions from aqueous solutions using N-carboxymethyl chitosan[J]. Water science and technology, 2012, 66, 2027-2032.
[2]Xi-Guang Chen, Hyun-JinPark.Chemical characteristics of O-carboxymethylchitosans relatedto the preparation conditions[J]. Carbohydrate Polymers 2003, 53: 355-359.。