【文献综述】精氨酸接枝改性壳聚糖的制备
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纳米壳聚糖还可以用作水的消毒剂，以过滤膜、海绵、储水箱的表面涂层等形式 作为水的抗菌剂。它具有抗菌活性高，抗细菌、病毒、真菌范围广，对人体和动物无 毒的优点。 ④生物材料方面
壳聚糖制作的手术缝合线能加速伤口愈合，能被组织降解并吸收而无须拆线。壳 聚糖具有良好的止血和促进伤口愈合的作用，可用作各种形式的止血剂和伤口愈合 剂，如粉末、液体和多种可再生成形用品（无纺布、海绵、膜及普通肠线）等。
壳聚糖是唯一的仿天然的阳离子高分子聚合物，它的成膜性和生物学活性使得它 应用范围极广。应用最突出的领域当属化妆品领域。壳聚糖对皮肤能形成透明的保护 层，具有保湿的效果，还能治疗暗疮，调和皮肤色泽；壳聚糖对头发有亲合性，提高 头发柔顺度，减少头发静电；还可用在口腔护理方面，如牙膏和口香糖的添加剂。 ②食品方面
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壳聚糖的单元上有C3-羟基及C6-羟基，可与烃基化试剂反应生成醚，如生成甲基 醚、氰乙基醚等。常用的醚化试剂有硫酸二甲酯、氯乙酸等。壳聚糖在碱性条件下与 硫酸二甲酯反应生成壳聚糖甲基醚，与氯乙酸反应生成羧甲基壳聚糖。它们在化妆品 方面有保湿，抗过敏等功能；在环境保护方面，可用于金属离子的螯合，回收金属， 纯化水质；在生物医药方面，能够有效抑制口腔细菌，是制作创可贴的有效成分。 三、壳聚糖的应用 ①化妆品方面
文献综述
应用化学 精氨酸接枝改性壳聚糖的制备
壳聚糖（Chitosan，简称CS）是甲壳素脱乙酰基的产物，它是一类生物相容性 好，可降解，天然无毒的线性多糖生物高分子。甲壳素是动物外骨骼的重要组成部 分，尤其是甲壳类动物（如虾蟹）、软体动物（如扇贝）、节肢动物（如昆虫）以及一 些真菌（如酵母、霉菌）。所以甲壳素的自然年产量非常大，是一种来源非常丰富的可 再生资源。此外，壳聚糖还具有抗菌性能、促进伤口愈合以及止血功能，同时它作为 天然高分子絮凝剂，其杀菌作用早已得到人们的认识和利用。基于以上性质，壳聚糖 及其衍生物已经日益引起人们的重视，可以广泛应用于农业、食品、化妆品、环境保 护等领域，尤其是生物医学工程领域，比如用作组织工程人工皮肤抗菌、抗感染的潜
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带有正电性，可以与带负电的生物大分子等聚阴离子作用。 ⑤组织工程方面
壳聚糖衍生物由于具有生物相容性好，生物降解速度与新组织生成的速度相吻 合，无毒性和无免疫原性等特性，所以被广泛地应用于组织工程，目前可用来做皮 肤、骨、软骨、肝脏、神经、血管的替代物。 四、存在问题
虽然壳聚糖可以衍生出众多物质，但其中绝大多数却没有在实践中得到应用，究 其原因主要有以下几点：
由于壳聚糖的安全性，降解产物无毒，可被用作食物保鲜剂、食品抗氧化剂、果 汁澄清剂、脱色剂、食品防腐剂和功能性甜味剂等。最突出的当然是壳聚糖用作食品 的保护膜，不仅可食用，还能抑制细菌、霉菌的生长，起到防腐保鲜的作用。 ③环境保护方面
壳聚糖及其衍生物具有很高的螯合金属离子，吸附金属离子的能力，所以常常被 用作废水中贵重的金属离子的捕集剂。设计具有更多螯合位点的壳聚糖衍生物具有应 用价值，比如添加羰基或羧基等螯合金属离子的位点。
力材料。 一、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，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-NHCOCH3或-NH2 基团（如图1 所示）。 壳聚糖又称聚氨基葡聚糖，学名叫β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-葡萄糖，是白色无定 型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料不同和制备方法不同，相对分子质量也从 数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶液。但由于脱乙酰化反应破坏了甲壳素分子结 构的规整性，因此，其溶解性能较甲壳素大为改善，化学性质也较活泼。壳聚糖溶于 大多数稀酸（如盐酸、醋酸、苯甲酸）生成盐，常被称为可溶性甲壳素。
壳聚糖具有抗癌作用。肿瘤细胞转移扩散需要层粘连蛋白，它序列的一部分是 Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg（YIGSR）多肽，抑制了血管生成，阻断肿瘤细胞的生长。
壳聚糖还可用作药物载体。壳聚糖具有一些生物制药方面的有利特性，如pH敏感 性、生物相容性和无毒性；它可以被人体的酶溶解，尤其是溶解酵素；它在水溶液中
图1 甲壳素、壳聚糖和纤维素的化学结构式 二、壳聚糖的化学改性
壳聚糖中含有一级和二级羟基以及pKa值相当低的一级氨基基团，具有独特的化学
反应性，可进行许多衍生反应。如：酰基化、酯化、烷基化、磺化、羧甲基化、羟乙 基化、季铵化等。还有各种接枝聚合反应，交联反应，重氮反应等。通过上述化学改 性，分子链中引入多种官能团，从而获得具有不同功效的壳聚糖衍生物，克服壳聚糖 的缺点，得到所需要的功能性壳聚糖衍生物。 ①酰化反应 通过酰化反应，可以在壳聚糖上导入不同的脂肪族、芳香族酰基，其产物在有机 溶剂中的溶解性大大改善。壳聚糖的酰化反应在氨基（N-酰化）或羟基（O-酰化）上 均可进行，而氨基的酰化总是优先进行，更容易些。常用的酰化试剂有酸酐、酰氯。 壳聚糖的乙酰化反应如图2所示：
图2 壳聚糖的乙酰化反应 ②酯化反应
壳聚糖的C6-羟基能被各种酸和酸的衍生物酯化。常用的酯化试剂有氯磺酸、磷 酸、浓硫酸、乙酸、苯甲酸等。对于壳聚糖，可以同时在羟基和氨基生成酯键。甲壳 素硫酸酯还能明显的抑制动脉粥样硬化斑块的形成。 ③烷基化反应
壳聚糖的单元上有C3-、C6-位的羟基以及C2-位的一级氨基，烷基化反应可以在羟 基上进行（O-烷基化），也可以在氨基上进行（N-烷基化），氨基有一对孤对电子，具 有很强的亲核性，可与多种烃基化试剂反应，N-烷基化更易发生。用不同碳链长度的 卤代烃进行改性，可得到乙基壳聚糖（E-CS），丁基壳聚糖（B-CS）和十六烷基壳聚糖 （C-CS）。引入烷基后，CS分子内和分子间的氢键被削弱，所以烷基化壳聚糖变得易溶 于水，但若引入的烷基链太长，甚至会不溶于酸性水溶液，如C-CS。 ④醚化反应
①生产甲壳素及壳聚糖的小厂由于生产加工工艺控制不严等，造成了严重的环境 污染。
②不同原料应当采取不同的加工工艺，否则就会造成原料能源的浪费及产品的低 下和不稳定等问题。
壳聚糖制作的手术缝合线能加速伤口愈合，能被组织降解并吸收而无须拆线。壳 聚糖具有良好的止血和促进伤口愈合的作用，可用作各种形式的止血剂和伤口愈合 剂，如粉末、液体和多种可再生成形用品（无纺布、海绵、膜及普通肠线）等。
壳聚糖是唯一的仿天然的阳离子高分子聚合物，它的成膜性和生物学活性使得它 应用范围极广。应用最突出的领域当属化妆品领域。壳聚糖对皮肤能形成透明的保护 层，具有保湿的效果，还能治疗暗疮，调和皮肤色泽；壳聚糖对头发有亲合性，提高 头发柔顺度，减少头发静电；还可用在口腔护理方面，如牙膏和口香糖的添加剂。 ②食品方面
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壳聚糖的单元上有C3-羟基及C6-羟基，可与烃基化试剂反应生成醚，如生成甲基 醚、氰乙基醚等。常用的醚化试剂有硫酸二甲酯、氯乙酸等。壳聚糖在碱性条件下与 硫酸二甲酯反应生成壳聚糖甲基醚，与氯乙酸反应生成羧甲基壳聚糖。它们在化妆品 方面有保湿，抗过敏等功能；在环境保护方面，可用于金属离子的螯合，回收金属， 纯化水质；在生物医药方面，能够有效抑制口腔细菌，是制作创可贴的有效成分。 三、壳聚糖的应用 ①化妆品方面
文献综述
应用化学 精氨酸接枝改性壳聚糖的制备
壳聚糖（Chitosan，简称CS）是甲壳素脱乙酰基的产物，它是一类生物相容性 好，可降解，天然无毒的线性多糖生物高分子。甲壳素是动物外骨骼的重要组成部 分，尤其是甲壳类动物（如虾蟹）、软体动物（如扇贝）、节肢动物（如昆虫）以及一 些真菌（如酵母、霉菌）。所以甲壳素的自然年产量非常大，是一种来源非常丰富的可 再生资源。此外，壳聚糖还具有抗菌性能、促进伤口愈合以及止血功能，同时它作为 天然高分子絮凝剂，其杀菌作用早已得到人们的认识和利用。基于以上性质，壳聚糖 及其衍生物已经日益引起人们的重视，可以广泛应用于农业、食品、化妆品、环境保 护等领域，尤其是生物医学工程领域，比如用作组织工程人工皮肤抗菌、抗感染的潜
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带有正电性，可以与带负电的生物大分子等聚阴离子作用。 ⑤组织工程方面
壳聚糖衍生物由于具有生物相容性好，生物降解速度与新组织生成的速度相吻 合，无毒性和无免疫原性等特性，所以被广泛地应用于组织工程，目前可用来做皮 肤、骨、软骨、肝脏、神经、血管的替代物。 四、存在问题
虽然壳聚糖可以衍生出众多物质，但其中绝大多数却没有在实践中得到应用，究 其原因主要有以下几点：
由于壳聚糖的安全性，降解产物无毒，可被用作食物保鲜剂、食品抗氧化剂、果 汁澄清剂、脱色剂、食品防腐剂和功能性甜味剂等。最突出的当然是壳聚糖用作食品 的保护膜，不仅可食用，还能抑制细菌、霉菌的生长，起到防腐保鲜的作用。 ③环境保护方面
壳聚糖及其衍生物具有很高的螯合金属离子，吸附金属离子的能力，所以常常被 用作废水中贵重的金属离子的捕集剂。设计具有更多螯合位点的壳聚糖衍生物具有应 用价值，比如添加羰基或羧基等螯合金属离子的位点。
力材料。 一、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，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-NHCOCH3或-NH2 基团（如图1 所示）。 壳聚糖又称聚氨基葡聚糖，学名叫β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-葡萄糖，是白色无定 型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料不同和制备方法不同，相对分子质量也从 数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶液。但由于脱乙酰化反应破坏了甲壳素分子结 构的规整性，因此，其溶解性能较甲壳素大为改善，化学性质也较活泼。壳聚糖溶于 大多数稀酸（如盐酸、醋酸、苯甲酸）生成盐，常被称为可溶性甲壳素。
壳聚糖具有抗癌作用。肿瘤细胞转移扩散需要层粘连蛋白，它序列的一部分是 Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg（YIGSR）多肽，抑制了血管生成，阻断肿瘤细胞的生长。
壳聚糖还可用作药物载体。壳聚糖具有一些生物制药方面的有利特性，如pH敏感 性、生物相容性和无毒性；它可以被人体的酶溶解，尤其是溶解酵素；它在水溶液中
图1 甲壳素、壳聚糖和纤维素的化学结构式 二、壳聚糖的化学改性
壳聚糖中含有一级和二级羟基以及pKa值相当低的一级氨基基团，具有独特的化学
反应性，可进行许多衍生反应。如：酰基化、酯化、烷基化、磺化、羧甲基化、羟乙 基化、季铵化等。还有各种接枝聚合反应，交联反应，重氮反应等。通过上述化学改 性，分子链中引入多种官能团，从而获得具有不同功效的壳聚糖衍生物，克服壳聚糖 的缺点，得到所需要的功能性壳聚糖衍生物。 ①酰化反应 通过酰化反应，可以在壳聚糖上导入不同的脂肪族、芳香族酰基，其产物在有机 溶剂中的溶解性大大改善。壳聚糖的酰化反应在氨基（N-酰化）或羟基（O-酰化）上 均可进行，而氨基的酰化总是优先进行，更容易些。常用的酰化试剂有酸酐、酰氯。 壳聚糖的乙酰化反应如图2所示：
图2 壳聚糖的乙酰化反应 ②酯化反应
壳聚糖的C6-羟基能被各种酸和酸的衍生物酯化。常用的酯化试剂有氯磺酸、磷 酸、浓硫酸、乙酸、苯甲酸等。对于壳聚糖，可以同时在羟基和氨基生成酯键。甲壳 素硫酸酯还能明显的抑制动脉粥样硬化斑块的形成。 ③烷基化反应
壳聚糖的单元上有C3-、C6-位的羟基以及C2-位的一级氨基，烷基化反应可以在羟 基上进行（O-烷基化），也可以在氨基上进行（N-烷基化），氨基有一对孤对电子，具 有很强的亲核性，可与多种烃基化试剂反应，N-烷基化更易发生。用不同碳链长度的 卤代烃进行改性，可得到乙基壳聚糖（E-CS），丁基壳聚糖（B-CS）和十六烷基壳聚糖 （C-CS）。引入烷基后，CS分子内和分子间的氢键被削弱，所以烷基化壳聚糖变得易溶 于水，但若引入的烷基链太长，甚至会不溶于酸性水溶液，如C-CS。 ④醚化反应
①生产甲壳素及壳聚糖的小厂由于生产加工工艺控制不严等，造成了严重的环境 污染。
②不同原料应当采取不同的加工工艺，否则就会造成原料能源的浪费及产品的低 下和不稳定等问题。