天然药用高分子材料及其衍生物

1、 3.1 概述概述 结结 构构 破破 坏坏 分子分子 切断切断 重排重排 氧化氧化 引入引入 取代取代 基基 植物、动物、藻类植物、动物、藻类 3.23.2 多糖类天然药用高分子多糖类天然药用高分子 葡萄糖以葡萄糖以 ，苷键，苷键聚合而成的聚合而成的线性聚合物线性聚合物； 平均聚合度为平均聚合度为80080030003000；相对分子质量相对分子质量 约为约为128000128000480000480000 空间结构：空间结构： 分子内氢键分子内氢键作用链卷曲作用链卷曲右手螺旋形右手螺旋形，6 6个葡萄糖形成一个螺旋个葡萄糖形成一个螺旋 n直链淀粉在玉米、马铃薯等的淀粉中的含量约占。直链淀粉在

2、玉米、马铃薯等的淀粉中的含量约占。 n 能溶于热水而不成糊状，相对分子质量比支链淀能溶于热水而不成糊状，相对分子质量比支链淀 粉小。是粉小。是在在 直链上有少数支链；每隔直链上有少数支链；每隔1515个单元分支个单元分支 葡萄糖单位葡萄糖单位 ，苷键，苷键 O OHO OH O HO O CH2OH CH2OH 1 4 4 1 OH O O HO O CH2OH OH -1,4-苷键苷键 O OHO OH O HO O CH2OH 1 4 1 OH O O HO HO CH2OH OH CH2 O 6 -1,6苷键苷键 -1,4-苷键苷键 直链直链 淀粉淀粉 的成的成 键特键特 征征 支链支链

3、 淀粉淀粉 的成的成 键特键特 征征 结构特点：支链淀结构特点：支链淀 粉用麦芽糖酶催化水解，生成粉用麦芽糖酶催化水解，生成 （）麦芽糖，说明支链淀粉的结构与直链淀由（）麦芽糖，说明支链淀粉的结构与直链淀由 粉是类似的，是粉是类似的，是 ，苷键聚合而成的。，苷键聚合而成的。 支链淀粉是由大约支链淀粉是由大约 个葡萄糖单体用个葡萄糖单体用 ，苷键连结起来的许多短链组成的，短链连，苷键连结起来的许多短链组成的，短链连 结处是用结处是用 ，苷键互相连结起来的。，苷键互相连结起来的。 平均分子量：平均分子量：1 110105 51010 支链淀粉支链淀粉 78 树枝状立体网树枝状立体网 络结构络结构

4、溶胀颗粒溶胀颗粒胶体淀粉胶体淀粉 脱水干燥粉碎脱水干燥粉碎 冷水溶解冷水溶解 热水不溶热水不溶 加热加热140140150150 凝胶凝胶 结晶结晶 糊化温度糊化温度 - - - - - - 、环糊精、环糊精 用杆菌用杆菌Bacillud macenand Bacillud macenand 发酵得环状淀粉，称环状糊发酵得环状淀粉，称环状糊 精。环状糊精是个葡萄糖单体用精。环状糊精是个葡萄糖单体用 ， 苷键连结成的环，有六、七、八聚体。苷键连结成的环，有六、七、八聚体。 可作为相转移催化剂及生产药物包合物。可作为相转移催化剂及生产药物包合物。 （1 1）纤维素是杆物细胞壁的主要成分，构成杆物）

5、纤维素是杆物细胞壁的主要成分，构成杆物 组织的基础。组织的基础。 棉花含棉花含 90%90%以上，亚麻含以上，亚麻含80%80%，木材的细胞含，木材的细胞含 50%50%，其他竹子、芦苇、稻草、野草等，其他竹子、芦苇、稻草、野草等 都都 含含 有有 大量的纤维素。大量的纤维素。 （2 2）特性：固体纤维状物质，不溶于水，不溶）特性：固体纤维状物质，不溶于水，不溶 于有机溶剂，加热分解，不熔化。糖苷键对酸不于有机溶剂，加热分解，不熔化。糖苷键对酸不 稳定，对碱比较稳定。稳定，对碱比较稳定。 纤维素纤维素 n纤维素都是由葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分子，纤维素都是由葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高

6、分子， 而且都是以而且都是以 ，葡萄糖苷键的形式连结起来的。葡萄糖苷键的形式连结起来的。 n分子式：分子式：(C(C6 6H H1010O O5 5) )n n n=10000n=10000 O O HO OH O O O HO CH2OH CH2OH O HO O OH 1 4 4 1 CH2OH OH 纤维素的成键特征纤维素的成键特征 -1,4-苷键苷键 纤维素的结构纤维素的结构 CH2OH HOH OHH HOH H HOH O 1 5 OH CH2OH HOH OHH HOH H OHH O HO 1 5 HOH HHO OHH OHH CH2OH 5 H O 1 63% 37% 0.

7、02% D - G u l o s e CH 2OH H OH OHH OH H OH H 1 5 6 . . H O H CH O OH HHO OHH OHH CH 2OH 1 2 3 4 5 6 H CHO OHH OH OH H OH H HOH 2C 1 5 6 H CH O OHH OH OH H OH H HOH 2C 1 5 6 CHO CH2OH H OH OHH OH H OH H 5 6 1 2 3 4 -D-吡喃型葡萄糖吡喃型葡萄糖-D-吡喃型葡萄糖吡喃型葡萄糖 O H OH H OH H OHH OH CH2OH H O H OH OH H H OHH OH CH2O

8、H H CH2OH HOH OHH HOH H HOH O 1 5 OH H2O = +112O =52.6O 时不再变化 CH2OH HOH OHH HOH H OHH O HO 1 5 CH2OH HOH OHH HOH H HOH O 1 5 OH -D-吡喃型葡萄糖吡喃型葡萄糖 Fischer投影式 Haworth式（透视式） O OH H H H OH OH H H OH CH2OH 4 1 2 3 5 6 O O H O O H O O O H O C H 2O H C H 2O H O H O O O H 1 4 4 1 C H 2O H O H 薄膜具半渗透性，可阻止溶液中水分

9、子以外的物质的渗薄膜具半渗透性，可阻止溶液中水分子以外的物质的渗 透，是制备渗透泵片剂包衣的主要材料透，是制备渗透泵片剂包衣的主要材料 （1 1）醋酸纤维素）醋酸纤维素 白色或类白色粉末，可作为缓释制剂的包衣材料或白色或类白色粉末，可作为缓释制剂的包衣材料或 直接与药物混合压片用作阻滞剂，或在加入醋酸三直接与药物混合压片用作阻滞剂，或在加入醋酸三 丁酯、酞酸二乙酯等增塑剂时用于制备薄膜。丁酯、酞酸二乙酯等增塑剂时用于制备薄膜。 羧甲基纤维素钠是羟基被羧甲基部分取代后的产物羧甲基纤维素钠是羟基被羧甲基部分取代后的产物; ; 取代后，纤维素原有的结晶结构被破坏取代后，纤维素原有的结晶结构被破坏;

10、; 因钠盐的强烈亲水性而极易溶于水，水溶液具粘性因钠盐的强烈亲水性而极易溶于水，水溶液具粘性; ; 常用作粘合剂，液体制剂的增稠及助悬剂，也用作常用作粘合剂，液体制剂的增稠及助悬剂，也用作 片剂的崩解剂片剂的崩解剂. . （3）甲基纤维素（）甲基纤维素（MC） 制备甲壳素和壳聚糖的方法如下式：制备甲壳素和壳聚糖的方法如下式： 甲壳素被科学家誉为继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿甲壳素被科学家誉为继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿 物质以外的第六生命要素。物质以外的第六生命要素。 甲壳素有强化免疫、降血糖、降血脂、降血压、强化肝甲壳素有强化免疫、降血糖、降血脂、降血压、强化肝 脏机能、活化细胞、调节植物

11、神经系统及内分泌系统等脏机能、活化细胞、调节植物神经系统及内分泌系统等 功能，还可作为保健材料，用于健康无害烟、护肤产品、功能，还可作为保健材料，用于健康无害烟、护肤产品、 保健内衣等。保健内衣等。 作为医用生物材料可用于：作为医用生物材料可用于： 医用敷料：甲壳素具有良好的组织相容性，可灭菌、医用敷料：甲壳素具有良好的组织相容性，可灭菌、 促进伤口愈合、吸收伤口渗出物且不脱水收缩促进伤口愈合、吸收伤口渗出物且不脱水收缩 药物缓释剂：药物缓释剂： 基本为中性，可与任何药物配伍基本为中性，可与任何药物配伍 止血棉、止血剂：在血管内注射高粘度甲壳素，可止血棉、止血剂：在血管内注射高粘度甲壳素，可

12、形成血栓口愈合剂，使血管闭塞，从而在手术中达形成血栓口愈合剂，使血管闭塞，从而在手术中达 到止血目的，较注射明胶海绵等常规止血方法，操到止血目的，较注射明胶海绵等常规止血方法，操 作容易，感染少。作容易，感染少。 甲壳素缝线的电镜照片甲壳素缝线的电镜照片 天然多糖类材料天然多糖类材料 壳聚糖壳聚糖 是甲壳素去除部分乙酸基后的产物（甲壳素的衍生是甲壳素去除部分乙酸基后的产物（甲壳素的衍生 物），甲壳素继续用浓碱乙酸基化则得到壳聚糖，具物），甲壳素继续用浓碱乙酸基化则得到壳聚糖，具 有一定的粘度，无毒、无害、无副作用。有一定的粘度，无毒、无害、无副作用。 不溶于水和碱液，但可溶于多种酸溶液中。不溶

13、于水和碱液，但可溶于多种酸溶液中。 它具有较多的侧基官能团，可进行酯化、醚化、氧化、它具有较多的侧基官能团，可进行酯化、醚化、氧化、 磺化以及接枝交联等反应对其进行改性。特别是磺化磺化以及接枝交联等反应对其进行改性。特别是磺化 产品，其结构与肝素极其相似，可作为肝素的代用品产品，其结构与肝素极其相似，可作为肝素的代用品 作抗凝剂。作抗凝剂。 适用广，生物相容性良好的新型生物材料正在受到人们的普遍重视，目适用广，生物相容性良好的新型生物材料正在受到人们的普遍重视，目 前在医学多上用于：前在医学多上用于： 可吸收性缝合线，用于消化道和整形外科可吸收性缝合线，用于消化道和整形外科 人工皮，用于整形外

14、科、皮肤外科，用于人工皮，用于整形外科、皮肤外科，用于、度烧伤，采皮伤和度烧伤，采皮伤和 植皮伤等植皮伤等 细胞培养，制备不同形状的微胶囊，培养高浓度细胞，如包封的是细胞培养，制备不同形状的微胶囊，培养高浓度细胞，如包封的是 活细胞，则构成人工生物器官活细胞，则构成人工生物器官 海绵，用于拔牙患海绵，用于拔牙患 、囊肿切除、齿科切除部分的保护材料、囊肿切除、齿科切除部分的保护材料 眼科敷料，可生成较多的成胶原和成纤维细胞眼科敷料，可生成较多的成胶原和成纤维细胞 隐形眼镜隐形眼镜 膜，用于药物释放系统和组织引导再生材料膜，用于药物释放系统和组织引导再生材料 固相酶载体固相酶载体 天然多糖类材料天

15、然多糖类材料 壳聚糖壳聚糖 明胶明胶 1 1 白色或淡黄色的半透明颗位或条块，系动物骨皮等结缔组织胶原纤维白色或淡黄色的半透明颗位或条块，系动物骨皮等结缔组织胶原纤维 蛋白的水解产物。蛋白的水解产物。 2 2 猪皮明胶的粘度大于骨胶电大于牛皮胶，而溶胀度却小于后两者。猪皮明胶的粘度大于骨胶电大于牛皮胶，而溶胀度却小于后两者。 明胶分为酸法明胶明胶分为酸法明胶(A(A型明胶型明胶) )和碱法明胶和碱法明胶(B(B型明胶），等电点分别为型明胶），等电点分别为 pH7pH79 9和和pH4pH4。7 75 5。7 7在等电点时，明胶的粘度、溶解度、透明度、在等电点时，明胶的粘度、溶解度、透明度、 溶

16、胀度最小，但两种明胶在使用上无区别。溶胀度最小，但两种明胶在使用上无区别。 3 3 明胶在冷水中溶胀缓慢，加热至明胶在冷水中溶胀缓慢，加热至4040可加快溶胀及溶解。质量优良的可加快溶胀及溶解。质量优良的 明胶的凝胶形成温度应在明胶的凝胶形成温度应在29293535范围内。高于该温度，凝胶可回复至范围内。高于该温度，凝胶可回复至 溶液状态；溶液状态； 4 4 明胶溶液形成凝胶后的强度是衡量明胶质量的另一重要指标。空胶囊明胶溶液形成凝胶后的强度是衡量明胶质量的另一重要指标。空胶囊 及软胶囊胶皮是用明胶制成的，但需保持一定水分。及软胶囊胶皮是用明胶制成的，但需保持一定水分。 5 5 明胶可用作片剂

17、的粘合剂、包衣片隔离衣，明胶与甘油制成的凝胶是明胶可用作片剂的粘合剂、包衣片隔离衣，明胶与甘油制成的凝胶是 栓剂的水溶性基质。栓剂的水溶性基质。 1 1 透明质酸是从牛眼、鸡冠、人的脐带等特殊原料中提取，透明质酸是从牛眼、鸡冠、人的脐带等特殊原料中提取， 近来也有从某些细菌如放线菌中提取。由于资源和提取工艺近来也有从某些细菌如放线菌中提取。由于资源和提取工艺 的限制，使这种天然保湿剂价格昂贵。的限制，使这种天然保湿剂价格昂贵。 2 2 透明质酸透明质酸(HA)(HA)被公认是目前最优秀的保湿剂。保湿剂是化被公认是目前最优秀的保湿剂。保湿剂是化 妆品最重要的成分之一，无论是肤护还是护发，都少不了

18、保妆品最重要的成分之一，无论是肤护还是护发，都少不了保 湿剂。特别是近代由于居住环境的变化湿剂。特别是近代由于居住环境的变化( (空调、汽车尾气污空调、汽车尾气污 染等染等) )加剧了人们表皮水分的散失，促进皮肤角质化，甚至加剧了人们表皮水分的散失，促进皮肤角质化，甚至 导致皮肤病。导致皮肤病。 透明质酸透明质酸(HA)(HA) 作作 业业 3 3 简述淀粉的糊化和回生简述淀粉的糊化和回生 2 2 预胶化淀粉有什么特点？预胶化淀粉有什么特点？ 1 1 简述淀粉作为片剂崩解剂的崩解机理简述淀粉作为片剂崩解剂的崩解机理 O OHO OH O HO O CH2OH CH2OH 1 4 4 1 OH O O HO O CH2OH OH -1