1 第7 章 甲壳素和壳聚糖 7 .1 甲壳素和壳聚糖的结构、性能 7 .2 甲壳素的存在状态与提取方法 7 .3 甲壳素与壳聚糖的改性 7 .4 甲壳素与壳聚糖及其改性产物的应用 掌握甲壳素和壳聚糖的基本结构和反应性能 了解甲壳素和壳聚糖的结构改性和应用 备注 2 7.1 甲壳素和壳聚糖的结构、性能 7.1.1 甲壳素的发现与命名 1、1811 年 H.Braconnot 温热的稀碱溶液反复处理蘑菇,提取甲壳素,命名 Fu ngine,真菌纤维素。 2、1823 年 A.Odier 甲壳类昆虫翅鞘中分离,命名 Chitin 3、1843 年 A.Pay en 发现 Chitin 与纤维素性质不同,J.L.Lassaigne 发现Chitin 中有氮元素 4、1878 年 G.Ledderhose 从 Chitin 水解反应液中检出氨基葡萄糖和乙酸 5、1894 年 E.Gilson 进一步证明 Chitin 中含有氨基葡萄糖,后来研究证明,Chitin 是由 N-乙酰基葡萄糖缩聚而成的。 6、1859 年 C.Rou get 将甲壳素浸泡在浓 KOH 溶液中煮沸一段时间,取出发现可溶于有机酸中。 7、1894 年 F.Hoppe-Seiler 确认这种产物是脱掉了部分乙酰基的甲壳素, 3 并命名为壳聚糖(Chitosan)。 壳聚糖是甲壳素的 N-脱乙酰基的产物,一般而言,N-乙酰基脱去 55%以上就可以称之为壳聚糖,这种脱乙酰度的壳聚糖能溶于 1%乙酸或 1%盐酸。 作为有实用价值的工业品壳聚糖,N-脱乙酰度必须在 70%以上。 根据 N-脱乙酰度可以把壳聚糖分为: 55%-70%为低脱乙酰度壳聚糖 70%-85%为中脱乙酰度壳聚糖 85%-95%为高脱乙酰度壳聚糖 95%-100%为超高脱乙酰度壳聚糖(极难制备) 7.1.2 甲壳素与壳聚糖的结构与性质 4 一、一般性质 甲壳素是白色或灰白色无定形、半透明固体,分子量因原料不同而有数十万至数百万,不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂,可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸,但同时主链发生降解。 二、结构特征 研究证实,甲壳素与其他多糖一样,其分子链也是螺旋形,XRD 照片给出的螺距为 0.515nm,一个螺旋平面由 6 个糖残基组成。 测定方法:红外、核磁共振 5 三、壳聚糖的主要特性 1. 不能完全溶解于水和碱溶液中,但可溶于稀酸(pH<6),游离氨基质子化促进溶解。溶于稀酸呈黏稠状,在稀酸中壳聚糖的β-1,4 糖苷键会慢慢水解,生成低相对分子质量的壳聚糖。 2. 壳聚糖在溶液中是带正电荷多聚电解质,具有很强的吸附性。 3. 壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、相对分子质量、黏度有关...