壳聚糖改性与应用ppt课件

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关于壳聚糖的溶解性以及应用PPT讲稿

• 壳聚糖是一种阳离子型天然多糖，能与DNA形成聚电介质，因此壳聚
糖可用作基因转移工具。
• 3.1 在医药领域的应用
• 壳聚糖可以用来制备伤口覆盖膜，具有很
好的生物相容性和抗病毒性，并能促进创面的愈合。例如，用壳聚糖制成的口腔溃疡膜，疗效可靠，无不良反应。
• 壳聚糖及衍生物在人体内可生物降解，并
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。
• 在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷
基化、酰基化、羧甲基化、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：
• 自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖
后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、
• 3.3 在生化领域的应用
• 壳聚糖具有生物降解的特性，可制成可降解的薄膜。壳聚糖的游离氨
基，对各种蛋白质的亲和力非常高，可用来作为固定化酶、抗原、抗体等的载体。改性甲壳素固定化酶不影响酶的活性，且有很高的催化能力，可重复使用。
• 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பைடு நூலகம்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
• 方法：将壳聚糖用高温浓碱浸泡，然后洗

壳聚糖的制备及改性

壳聚糖的制备及改性唐杰斌赵传山(山东轻工业学院制浆造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南市,250353)摘要壳聚糖作为一种绿色环保产品,其应用前景非常好。

介绍了壳聚糖的制备及性质;针对其难溶于水的缺点,叙述了对其降解改性的主要方法;并重点针对其在造纸中应用成本过高的问题,叙述了国内外对其进行接枝共聚或交联改性的研究情况。

关键词壳聚糖制备改性降解接枝共聚交联壳聚糖(chito san),学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-B -D-葡聚糖,是甲壳素(ch-i tin)脱乙酰的产物,而甲壳素是仅次于纤维素的第2大天然有机高分子物质,每年地球上甲壳素自然生成量高达百亿吨,其产量与纤维素相当,储量巨大[1]。

天然高分子甲壳素、壳聚糖及其衍其物具有与作为造纸原料的植物纤维素的结构相近的特性,与纤维素有极好的相容性,引起了造纸工作者的极大关注,并且已有很多学者对其作为造纸助剂进行了研究。

1 壳聚糖的制备1.1 壳聚糖的生产流程壳聚糖是由甲壳素通过脱乙酰制得,因此壳聚糖制备时都是先制备得到甲壳素。

制备甲壳素的原料有虾、蟹壳、蝇蛹壳、真菌、蚕蛹、蛆皮等[2],目前工业上主要以虾蟹为主要原料生产甲壳素。

以虾蟹壳为原料制备壳聚糖的生产流程为:虾蟹壳水洗水净壳除盐 5%盐酸除盐甲壳质脱蛋白质 10%NaOH 粗甲壳素脱色1%KM nO 4还原 2%NaH SO 3不溶性甲壳素脱乙酰基 40%NaOH 壳聚糖图1 壳聚糖的生产流程1.2 壳聚糖的反应原理用浓碱处理甲壳素可以脱乙酰基而得到壳聚糖,脱乙酰化反应是非均相条件下在40%~60%的苛性钠溶液中于100~180e 下加热数小时,所得壳聚糖的脱乙酰度可达80%[2]。

由甲壳素反应制备壳聚糖的反应式为:OCH 2OH NH COCH 3OHn40%NaOHO CH 2OHNH 2OH n+CH 3COONa图2 壳聚糖的反应式1.3 壳聚糖的结构及性质甲壳素、壳聚糖的化学结构与纤维素十分相似,不同之处是每个纤维素葡萄糖单元二位C 上的-OH 基团相应地换成了-NH COCH 3或-NH 2基团(如图3所示)。

壳聚糖ppt课件

与水的作用更强。
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4 水溶性甲壳素膜的透汽性和吸水性
水溶性甲壳素的透汽性与壳聚糖相比有明显的提高，这主要是因为水溶性甲壳素的亲水性比壳聚糖好，使得水分子很容易与膜发生吸附作用，再通过水分子在膜内的渗透扩散，穿过水溶性甲壳素膜。而甲壳素表现出较高的透汽性，主要是因为甲壳素成膜时采用了氯化锂的二甲基乙酰胺溶液作为溶剂，在氯化锂被水洗去的时候，在甲壳素膜内形成了微孔结构，利于水分的通透。水溶性甲壳素的溶解性较好，膜放入水中不长时间就开始溶涨变形，最后被溶解。
酵母菌次之，而壳聚糖对真菌的抑制作用则相对较弱。
（6）晶体形状对壳聚糖抑菌性能的影响：
实验表明：具有高黏度和高脱乙酰度的β- 壳聚糖的抑菌性能强于α- 壳聚糖，从而填补了壳聚糖抑菌性能研究在该方面的空白。
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2 抑菌机理研究
在壳聚糖的抑菌机理和抑菌特性方面，不同的研究者得出的结论却不尽相同。壳聚糖及其衍生物的抑菌作用随着其自身和环境条件的改变而呈现出不同的结果。
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在制备水溶性甲壳素的过程中，控制反应在均相条件下进行是非常重要的。反应中，将壳聚糖和乙酸酐溶解在稀乙酸溶液中，并加入少量的吡啶增加溶解性，确保反应在均相条件下进行。在反应的过程中，为了防止局部反应剧烈引起凝胶化现象，应先将吡啶、乙酸酐先后溶解于乙醇溶液中．再加入到反应容器中与壳聚糖进行反应。由于该反应是在均相条件下进行的，壳聚糖乙酰化的位置是随机的，因此破坏了甲壳素的结晶并减弱了甲壳素分子内及分子间的氢键作用，使甲壳素具有一定的水溶性。与甲壳素均相条件下脱乙酰制备水溶性甲壳素的方法相比，该方法具有操作简单、成本低，适于大规模生产等优点。

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：

壳聚糖

壳聚糖的制备改性及其应用进展摘要:扼要地介绍了甲壳素及壳聚糖的主要性质、结构、及制法。

重点论述了壳聚糖的一些主要的改性方法，包括醚化、氧化、酰化、交联、烷基化、接枝共聚、季铵化及和其他材料复合等方法；并综述了壳聚糖及其衍生物在食品工业、日用化学、医药行业、环保、轻工业及其他领域的应用现状。

关键词：壳聚糖；衍生物；化学改性；应用1 前言壳聚糖(chitosan) , 学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,是甲壳素(chitin) 脱乙酰的产物, 而甲壳素是仅次于纤维素的第2 大天然有机高分子物质, 每年地球上甲壳素自然生成量高达百亿吨, 其产量与纤维素相当, 储量巨大[1] 。

由于它具有良好的絮凝能力、成膜性和生物相容性等较为独特的功能, 近年来在纺织、医药、日化、农业、环保、生物工程等领域有了广泛的应用。

目前壳聚糖在全世界范围内供不应求。

我国有丰富的甲壳素资源和巨大的壳聚糖产品的潜在市场, 应充分利用资源优势, 加快研究和开发壳聚糖系列产品的步伐, 满足不同用途的需要。

2 壳聚糖的制备方法壳聚糖可由甲壳素通过脱乙酰基反应制的，其反应式如下：反应的实质是酰胺的水解反应，一般在40%的NaOH溶液中于100~180℃加热非均相进行，得到可溶于稀酸、脱乙酞度一般为80%左右的壳聚糖。

与一般的胺类物质不同，壳聚糖中的氨基在碱液中十分稳定，即使在50%的NaOH中加热到160℃也不分解[2]。

提高反应温度、碱液浓度及延长反应时间可提高脱乙酞度，但在碱液中壳聚糖的主链降解也变得严重，其表现为随着脱乙酞度的提高，通常伴随粘度及分子量的下降[3](表1-1)。

为了避免大分子链被破坏，可采用加入1 %NaBH 4[4]或通入惰性气体的办法。

最近有报道通过降低脱乙酞反应的温度、缩短反应时间、增加反应次数并进行中间产物的溶解一沉淀处理，可得到脱乙酞度达99%的高分子量(M W =59万)的壳聚糖[5]。

关于壳聚糖的溶解性以及应用PPT课件

➢ 4.2 综上所述，可以看出壳聚糖的应用极为广泛而且前景非常诱人。自20世纪80 年代以来，在全世界范围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研究热潮后，世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度，日本当前处于各国的前列，是世界上第一个生产壳聚糖的大国。目前美国和日本年需壳聚糖已达3000t ,50 % 需进口。我国从20世纪80年代开始生产壳聚糖，目前年产量为400 t，主要生产厂家集中在沿海地区。
第十一页，共17页。
➢ .3.2 在环保领域的应用
➢ 由于游离氨基的存在，壳聚糖类在酸性溶液中具有阳离子型聚电介质的性质，因此可作为凝聚剂用于水的澄清。还可用于工业废水的脱氯酚和造纸污水脱木质素处理等。
➢ 壳聚糖是高性能的重金属离子捕集剂，因此可用于含重金属离子的污水处理和贵金属的回收。将壳聚糖用于溶液中Cu2十、Cr3十、Ni'+金属离子的脱除和回收，最高回收率达95%一100%。例如，壳聚糖可速有效地吸附含Cr 废水中的Cr，除Cr率达90%以上。用D-半乳糖改性的壳聚糖能吸附 Ga,In,Nd,Eu,Cu,Ni,Co等金属离子，壳聚糖分子的氨基和经基起了鳌合配位体的作用。壳聚糖类也能用于放射性元素铀的捕集和核工业污水的处理。
第七页，共17页。
➢ 2.4外界环境Ｔ改变溶解性 ➢ 温度升高，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。

甲壳素和壳聚糖的改性及其应用

甲壳素和壳聚糖的改性及其应用1. 前言1811年，法国人于大自然中最早发现了甲壳素，之后于1859年又发现了甲壳素的脱乙酰基产物壳聚糖—一种唯一的碱性天然多糖。

它是许多低等动物，特别是节肢动物（如虾、蟹等）外壳的重要成分，同时也存在于低等植物如真菌的细胞壁中，分布十分广泛。

自然界每年生物合成的甲壳素多达数十亿吨[1]，是一种十分丰富的自然资源。

甲壳素（chitin）化学命名为β- (1→4) -2- 乙酰氨基 -2- 脱氧-D- 葡萄糖。

壳聚糖（chitosan）是甲壳素的脱乙酰基产物，也叫脱乙酰甲壳素，简称（CTS）。

它们的结构式分别为：甲壳素结构与纤维素类似，分子中含有H - OH和H - NH键，还含有分子间氢键。

甲壳素的这种有序的大分子结构，在一般的溶剂中不容易溶解。

壳聚糖的分子结构中含有游离氨基，溶解性能有了一些改观，但也只能溶于某些稀酸，如盐酸、醋酸、乳酸、苯甲酸、甲酸等，不溶于水及碱溶液。

甲壳素与壳聚糖无毒，无害，易于生物降解，不污染环境，而且在自然界中含量仅次于纤维素，并以相同的循环速率产生和消失。

近年来，国内外学者应用各种方法对甲壳素或壳聚糖进行改性以开发其潜在的应用价值，拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域。

甲壳素和壳聚糖的改性按方法分为物理改性和化学改性。

2. 化学改性2.1 酰化反应及应用在甲壳素和壳聚糖的化学改性中，酰化改性是研究得较多的。

甲壳素和壳聚糖通过与酰氯或酸酐反应，在大分子链上导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，所得的产物在有机溶剂中的溶解度可大大提高。

酰化反应可在羟基(O-酰化)或氨基(N-酰化)上进行[2]。

酰化产物的生成与反应溶剂、酰基结构、催化剂种类和反应温度有关。

最早是用干燥氯化氢饱和的乙酐对甲壳素及壳聚糖进行乙酰化的。

这种反应较慢，而且甲壳素的降解产物很多。

现在有在甲磺酸中进行的酰化反应的报道[1]，如用4份甲磺酸和6份乙酸酐与1份甲壳素在均相中的反应；4份甲磺酸、6分冰醋酸和计算量的乙酸酐与1份甲壳素在非均相中的反应。

壳聚糖、甲壳素应用PPT课件

涂依
戊二醛为交联剂，以涂覆的方法制备了壳聚糖 /羧甲基壳聚糖双层复合膜，羧甲基壳聚糖的分子量不同，研究对比不同分子量羧甲基壳聚糖双层复合膜的创伤修复效果。实验结果表明: 制备的双层复合膜对创伤都有一定的修复效果，但是羧甲基壳聚糖的分子量越小，创伤修复效果越好
余丕军
通过观察胶原蛋白－壳聚糖( 80: 20) 复合纳米纤维膜修复 SD 大鼠背部全层皮
营养药物载体针对壳聚糖微球作为药物载体的研究已经有很多，但其作为营养药物载体的研究则比较少。目前，
壳聚糖微球在营养物运送方面的研究主要是作为维生素载体。
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甲壳素生物质转化为高附加值化合物
随着全球石油、天然气等传统化石资源逐渐枯竭，人们正在努力寻求新的替代能源。生物质是一种天然可再生资源，数量巨大，价格低廉，丰富的生物质资源有望成为未来获取燃料和高附加值化学品的主要来源。新加坡国立大学的颜宁教授等提出了甲壳素生物质精炼的概念，同时指出甲壳素生物质来源丰富，应该像纤维素生物质一样被充分利用，使其转化成为具有较高价值的化学品。
表面释放
壳聚糖微球溶蚀释放
扩散释放
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壳聚糖微球在药物载体中的应用
普通药物载体壳聚糖微球作为普通药物的载体，能提高药物稳定性，保持药物长期活性。目前已有多种药物可通
过壳聚糖微球缓释，如四环素、奈普生、阿司匹林等。药物经过壳聚糖微球负载后缓释作用十分明显，释放时间与原药相比都显著地延长。
生物大分子药物载体用壳聚糖微球作为多肽、蛋白质类药物的载体，不仅可以保护药物免受消化道酶的破坏及ｐＨ值的
肤缺损创面的作用，修复后14d 实验组创面已经基本对合; 而仅用油纱及干纱布
包扎并在创伤外缘打包固定的对照组创面对合不整齐，创面较实验组大。证实

壳聚糖基高分子材料在植入材料、药物缓释等生物医用领域的应用分析与展望百替生物推荐优秀PPT

• 抗癌活性壳聚糖有直接抑制肿瘤细胞生长的作用。壳聚糖在体外显示凝聚白血病肿瘤细胞，生成紧密的凝块抑制细胞生长，将甲壳素/壳聚糖及其衍生物与其他一些抗癌药物混合使用可以提高药物的药理活性。
• 其他生理作用抗心肌缺血和抗心律失常，降血压，降血脂，内服有一定减肥作用，外用可作为保湿剂。
壳聚糖在医用材料领域应用现状医药用膜和敷料
壳聚糖基高分子材料在植入材料、药物缓释等生物医用领域的应用分析与展望
Vina 2015-01-08
内容概要
• 生物医用材料，也称生物材料，是一类具有特殊性能，应用于疾病的诊断、治疗、康复和预防，以及替换生物体组织、器官，增进或恢复其功能的材料。其中，生物医用高分子材料受到医学领域普遍关注，已成为用途最广、用量最大的医用生物材料之一。壳聚糖（CS）是天然产量丰富的氨基多糖，具有许多有趣的物理化学和生物化学性质。因为具有很好的生物相容性、生物降解性、生物活性、与金属离子络合能力和特殊的跨细胞膜能力，壳聚糖被广泛应用于生物材料。利用壳聚糖制备生物医用材料引起了科学家的广泛兴趣。本报告主要就壳聚糖的特性、应用现状和前景作简要介绍。
壳聚糖的特性
• （1）壳聚糖分子中的活性侧基α-NH2，可酸化成盐类，导入羧基官能团，取代合成侧链铵盐、混合醚、聚氧乙烯醚等等，制备具有水溶性、醇溶性、有机溶剂溶解性、表面活性以及纤维性等各种衍生物；
• （2）壳聚糖分子中-OH 和-NH2 具有配位螯合功能； • （3）壳聚糖分子中-OH 和-NH2 均可与交联剂进行交联接枝改性成网状
壳聚糖作为生物医用材料的优势
• 良好的生物相容性壳聚糖兼有胶原质和纤维素两者的生物功能，与人体的组织器官及细胞有良好的生物相容性。
• 良好的生物可降解性壳聚糖在水介质中降解比较慢，壳聚糖在生物体内通过溶菌酶（lysozyme）、水解酶的作用降解成低分子壳寡糖和葡萄糖胺，可以被人体完全吸收。

壳聚糖的改性及应用进展

糖复合材料具有良好的生物相容性，在食品、医药、纺织等领域都有潜在的应用价值。该文简述了壳聚糖及其３种改性方法：物理共混、化学改性和水凝胶，分别介绍了不同改性方法的应用新进展。关键词：壳聚糖；物理共混；化学改性；水凝胶；应用中图分类号：０６２９．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００２ — ２０４Ｘ（２０１３）０３ — ００９７ — ０２
ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｔｏｓａｎ
ＣＨＥＮＧａｎｇｅｔａ１．（ＨｕａｓｈｕｏＴｅｃｈ．Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４）
壳聚糖（ｃｈｉｔｏｓａｎ）是一种来源丰富的环境友好型生物高分子，由甲壳素经脱乙酰作用制得，化学名称为聚葡萄糖胺（１ — ４）一２一氨基一１３一Ｄ葡萄糖，分子式为（ｃ６ＨＮＯ），结构式见图１。壳聚糖同时含氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖
同时纳米纤维降低了壳聚糖的结晶性能增加了其储能模量和玻璃化转变温度提高了热稳定性51yangh等制备了feo聚丙烯酸壳聚糖磁性复合材料并研究了其作为吸附剂在除去溶液中铜离子方面的应用结果表明加入聚丙烯酸可显著提高fe04壳聚糖材料的磁性和吸附能力
宁夏农林科技，ＮｉｎｇｘｉａＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇ，ｉ．ａｎｄＦｏｒｅｓ．Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．２０１３，５４（０３）：９７ — ９８

甲壳素和壳聚糖的改性及其应用

它是许多低等动物，特别是节肢动物（如虾、蟹等）外壳的重要成分，同时也存在于低等植物如真菌的细胞壁中，分布十分广泛。

自然界每年生物合成的甲壳素多达数十亿吨[1]，是一种十分丰富的自然资源。

甲壳素（chitin）化学命名为β- (1→4) -2- 乙酰氨基 -2- 脱氧 -D- 葡萄糖。

壳聚糖（chitosan）是甲壳素的脱乙酰基产物，也叫脱乙酰甲壳素，简称（CTS）。

它们的结构式分别为：甲壳素结构与纤维素类似，分子中含有H - OH和H - NH键，还含有分子间氢键。

甲壳素的这种有序的大分子结构，在一般的溶剂中不容易溶解。

壳聚糖的分子结构中含有游离氨基，溶解性能有了一些改观，但也只能溶于某些稀酸，如盐酸、醋酸、乳酸、苯甲酸、甲酸等，不溶于水及碱溶液。

甲壳素与壳聚糖无毒，无害，易于生物降解，不污染环境，而且在自然界中含量仅次于纤维素，并以相同的循环速率产生和消失。

近年来，国内外学者应用各种方法对甲壳素或壳聚糖进行改性以开发其潜在的应用价值，拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域。

甲壳素和壳聚糖的改性按方法分为物理改性和化学改性。

2. 化学改性2.1 酰化反应及应用在甲壳素和壳聚糖的化学改性中，酰化改性是研究得较多的。

甲壳素和壳聚糖通过与酰氯或酸酐反应，在大分子链上导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，所得的产物在有机溶剂中的溶解度可大大提高。

酰化反应可在羟基(O-酰化)或氨基(N-酰化)上进行[2]。

酰化产物的生成与反应溶剂、酰基结构、催化剂种类和反应温度有关。

最早是用干燥氯化氢饱和的乙酐对甲壳素及壳聚糖进行乙酰化的。

这种反应较慢，而且甲壳素的降解产物很多。

壳聚糖ppt

2 水溶性甲壳素的表征
甲壳素、水溶性甲壳素以及其它不同脱乙酰度样品在波数1650cm-1 和1550c-m1 附近的吸收峰是酰胺I带 (C=O)和酰胺II带(N-H和C-N的组合)的吸收峰，而脱乙酰度达到95.81％的壳聚糖在此处几乎没有吸收。水溶性甲壳素的酰胺I带吸收在166-15cm ，脱乙酰度为58.1％的壳聚糖的吸收在166-10cm ，甲壳素的吸收在 -1 1627cm ，谱带依次向低频移动，说明形成酰胺键中的羰基形成氢键依次增多，分子间作用逐渐增强。在波数34-51 5cm 、19-101cm 和6-165cm 3处红外吸收是壳聚糖的结晶敏感吸收，水溶性甲壳素在上述3处都无明显的吸收峰，说明水溶性甲壳素结晶性较差，而其它的有明显的红外吸收。水溶性甲壳素在1O℃处的衍射峰弱，在2O℃附近的衍射峰宽，说明非晶漫散射峰较弱。
2 壳聚糖的生产技术
1）脱乙酰化原理
壳聚糖是甲壳素N-脱乙酰基的产物，壳聚糖的制备过程，就是酰胺的水解过程。
2）资源化法
资源法包括有很多种方法，比如综合生产法、蝇蛆壳、蚕蛹壳等。综合生产法是利用虾、蟹壳资源化处理法。该项技术的关键，一是将虾、蟹壳中的中的成分转化为有用之物；二是尽量减少烧碱的消耗，在海边的生产厂家，尽量使用海水，减少淡水的消耗。蝇蛆壳又称蛆皮，干蛆皮中含有30%～54.8%的甲壳素。
（3）脱乙酰度对壳聚糖抑菌活性的影响：
随着壳聚糖脱乙酰度的增加，抑菌性能增强，氨基是壳聚糖的消毒因子。
（4）pH 值对抑菌性能的影响：
随着pH 值的降低，壳聚糖分子所带正增加，导致了抑菌活性的增加电荷。
（5）菌株本身的影响：
虽然壳聚糖的分子量、pH 值等因素都是壳聚糖抑菌活性的极显著影响因素，但菌株本身的内因才是壳聚糖抑菌活性大小的关键因素。壳聚糖对革兰氏阳性菌的抑制作用比对革兰氏阴性菌强。细菌容易受到壳聚糖的抑制，酵母菌次之，而壳聚糖对真菌的抑制作用则相对较弱。

壳聚糖在水处理上的改性及应用

壳聚糖在水处理上的改性及应用摘要：壳聚糖作为一种来源广泛的无毒无害的高分子聚合物，因其在酸性溶液中其氨基可结合H+，是一种典型的阳离子聚电解质,能够吸附絮凝废水中有机物，同时其氨基还能鳌合去除许多重金属离子，是一种优良的水处理剂。

本文介绍了它在水处理中的研究和应用情况。

关键词：壳聚糖；水处理；改性；应用1 简介壳聚糖(Chitosan，简称CTS)是甲壳素脱乙酰化产物，广泛存在于虾、蟹和昆虫外壳及藻类、菌类细胞壁中，年产量仅次于纤维素，为第二大天然高分子聚合物，是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖，是由β-(1,4)-2-乙酰胺基-D-葡糖单元和β-(1,4)-2-氨基-D-葡糖单元组成的共聚物，具有安全无毒性、成膜性和抑菌性等，广泛用于农业、环保、医药、化妆品等领域。

随着我国经济的迅速发展，人口的增加，人民生活水平的逐步提高,工业化和城市化步伐的加快，用水量急剧增加，污水排放量也相应增加，加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染，使地表水，尤其是城市河流水水质逐年变差，水质恶化失去了水源水的利用价值。

为保证水资源的可持续利用，解决水环境污染问题，国内外在水处理方面做了大量工作，开发了多种水处理工艺，如生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等[1]。

其中以壳聚糖为主体而研发出的一系列方法以其处理效率高、经济、简便的特点成为世界各国普遍使用的一种水质处理技术，而且处理水的种类也很多。

本文就壳聚糖于近几年在水处理方面的改性及应用研究进展作一个小综述。

2 壳聚糖水处理原理壳聚糖分子链中含有丰富的氨基和羟基，使其能与水中的金属离子螯合，从而对其进行吸附。

此外，壳聚糖在酸性溶液中会形成聚阳离子电解质，显示出良好的絮凝性能，并能实现对水溶性有机污染物的脱除。

3 放射性水污染处理壳聚糖是自然界存在的唯一碱性多糖，最终降解成水，二氧化碳等，而且无毒害，对环境非常友好。

基于壳聚糖具有絮凝、吸附及无二次污染等综合性能。

壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究

第24卷　第2期V ol 124　N o 12材　料　科　学　与　工　程　学　报Journal of Materials Science &Engineering总第100期Apr.2006文章编号:167322812(2006)022*******壳聚糖的改性及作为生物材料的应用研究李东旭,耿燕丽(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京　210009) 【摘　要】　本文介绍了近年来国内外对壳聚糖改性的多种方法,以及接枝共聚;并简单介绍了壳聚糖作为生物材料的应用研究概况。

【关键词】　壳聚糖;改性;接枝共聚;生物材料中图分类号:T Q314.1 文献标识码:AModification of Chitosan and its Application Study for Biom aterialsLI Dong 2xu ,GENG Yan 2li(Materials Science and E ngineering college of N anjing U niversity of T echnology ,N anjing 210009,China)【Abstract 】　In this article ,several methods about m odification of chitosan both here and abroad were introduced as well as graftcopolymerization.Otherwise ,application study of chitosan for biomaterial was als o introduced briefly.【K ey w ords 】　chitosan ;m odification ;graft copolymerization ;biomaterial收稿日期:2005204218;修订日期:2005206221基金项目:江苏省研究生创新基金资助项目:国家“973”资助项目(2001C B610703)作者简介:李东旭,男,教授,E 2mail :d ongxuli @.1　概　述壳聚糖(chitosan )为甲壳素N 2脱乙酰基所得的产物,在天然高分子中的含量仅次于纤维素。