【《壳聚糖的性质研究文献综述》2200字】

I壳聚糖的性质研究文献综述1壳聚糖的发展历程表1.1壳聚糖发展史国内外现状时间分割发展过程国内研究现状20世纪50-80年代1954年《化学世界》第一篇有关甲壳素文章问世，但是由于当时的技术局限和对甲壳素/壳聚糖的认识不足，没有实质性的发展。20世纪80年代，由于国家对甲壳素/壳聚糖的重视，使得二者有了明显的发展。20世纪90年代-今当代技术的进步和甲壳素/壳聚糖的认识不在受到局限，这段时期是二者的高速成长期，越来越多人研究甲壳素/壳聚糖和其衍生物，这类制品通过进出口贸易获得高速发展。国外研究现状1977年前人们对甲壳素/壳聚糖的研究十分稀少，由于技术的局限性使得1977年前人类对壳聚糖的探索十分有限。1977年后是重要转折点，推动了世界对于甲壳素/壳聚糖的研究与探索，再到二者衍生物的研究与探索。2壳聚糖的理化性质物理性质壳聚糖呈现白色、无定型的半透明、略有珍珠光泽的固体，不溶于水、碱性溶液。具有吸附性、成膜性、成纤性、吸湿性和保湿性能。我们早在虾蟹壳上发现了甲壳素的存在,是第二类高分子化合物质。氨基葡萄酸和N-乙酰氨基葡萄糖单元共同组成的呈现线性的共聚物，由于甲壳素是前体，碱性条件下会发生乙酰基水解反应，脱乙酰基程度达到55%左右，才会形成壳聚糖[12]。酸性条件下，氨基、羟基这类反应性的基团会在酸性溶液中生成阳离子聚电解质，但是天然水体中所包含的胶体为负电性，Divakaran等人研究了壳聚糖的酸性溶液下对高岭土悬浊液进行去除，所以壳聚糖通过电性原理降低水中胶体电位值，呈现较好的混凝性能；壳聚糖有络合作用，会与水中的金属离子、腐殖质产生络合物质，进一步脱出水体中的有机污染物质。壳聚糖的结构特点如图1.1所示：图1.1壳聚糖结构图壳聚糖的结构上可以明显看出，含有N-乙酰基、氨基、羟基，他们能够形成氢键，且不溶于一般溶剂，但他们可以溶于酸性溶剂（乳酸、乙酸、盐酸等），且在酸性溶剂中壳聚糖呈现双螺旋结构，这像极了糖类的双螺旋结构。且甲壳素的C2位为乙酰氨基、纤维素的C2位上为羟基，而壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰氨基产物。（二）化学性质酰化和N-酰化根据图1.1我们知道壳聚糖的分子链的糖残基上既有羟基，又有氨基，因此酰化反应可以在-OH上进行反应，在羟基上的酰化反应生成酯，则在氨基上的酰化反应生成酰胺。壳聚糖中的氢键或者在分子之间形成的氢键会被酰基破坏，降低结晶程度，但能够提高经酰基化后的壳聚糖产物溶解度，且酰化后的壳聚糖会有更好的生物相容性、吸湿性[13]。蟹合甲壳素和壳聚糖的糖残基上C2位置有1个乙酰氨基或氨基，C3上游1个羟基，且是平伏键，因此这种特殊的键型就决定了二者具有蟹合作用；壳聚糖与金属离子常常通过离子交换、蟹合和吸附三种形式发生结合。除此之外壳聚糖还可通过双官能团的醛或酸酐进行交联反应；壳聚糖上的羟基也可与酸、酸的衍生物发生酯化；氨基上的N和羟基上的O会发生烷基反应，对壳聚糖进行改性，烷基的存在会提高产物的水溶性能。（三）生物性质（1）抗菌性：关于壳聚糖的抗菌性，其作用是抑制细菌、真菌繁殖与生长。与真菌和酵母菌相比，壳聚糖的抗菌性更强。决定抗菌性强弱的是壳聚糖的分子量和脱乙酰度；由于壳聚糖分子量种类多，所以抗菌性大有不同；菌种差异也会影响抗菌性强弱。脱乙酰度与壳聚糖抗菌性强弱呈现正比关系[13]。（2）生物降解性壳聚糖可通过酸解或者酶法被生物降解，会在动物肠道中发生降解，不同动物主体中，壳聚糖的生物降解性程度也有所不同。分子量和脱乙酰度也是与之相关的两个因素；生物降解性会随分子量和脱乙酰度的减少呈现相反的趋势。（3）生物相容性壳聚糖本身具有良好的生物相容性，对动植物体有适应性，并且温和不刺激；早在日本、意大利、芬兰等多地被广泛的应用于食品[12-13]、医药之中；例如，在食品工业中，会利用壳聚糖的澄清和絮凝作用制作饮料、为果汁脱酸、防止醋沉淀和常常作为食品添加剂发挥作用等，这也是我们在本次实验中壳聚糖的主要性质；在医药中因为壳聚糖的添加可以制作医用纤维和膜、人工皮肤、人工肝脏、或者作为药物载体，也是重要的眼科材料。3壳聚糖及其复合产物在混凝中的应用由于壳聚糖在其结构上占有的优势，这使得壳聚糖具有了更多的功能和性质；具有氨基和羟基这类活性基团，氨基亦属于碱性基团，使得壳聚糖成为自然界中唯一的阳离子碱性多糖[13]；氨基和羟基易通过化学修饰发生改变，产生多种壳聚糖的衍生物。在酸性条件下壳聚糖上的官能团中的氨基可以组成阳离子聚电解质，从而展现其良好的混凝能力，携带走水中的颗粒物质达到净化水体的作用，因此壳聚糖常常被应用于水处理之中。天然壳聚糖有着密度较小、易于遇酸溶解的缺点，为了使得天然壳聚糖更加被广泛应用，进行了壳聚糖的改性研究[14]。杨金梁[15]利用反相悬浮交联法合成磁性壳聚糖，以腐殖酸和水杨酸为研究对象，与普通混凝剂做对比，探究了磁性壳聚糖对于二者的去除效果。得出相比于普通混凝剂即硫酸铝对于腐殖酸和水杨酸的去除率分别为67.4%和15.2%，但经过对壳聚糖的改性，磁性壳聚糖-混凝联合工艺将腐殖酸和水杨酸的去除率分别提升到75.5%和78.7%，提高了混凝剂对于水中有机物的去除效率，进一步证实了壳聚糖在水中的净化能力。陈才[16]利用壳聚糖分子间易于形成氢键而溶于水的特性，为了提升壳聚糖的可溶性能对壳聚糖进行改性实验，通过季铵盐基团的接枝共聚[17]和醚化等反应改性得到季铵盐改性壳聚糖，