天然高分子材料——甲壳素和壳聚糖及其衍生物

《天然高分子材料——甲壳素和壳聚糖及其衍生物》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第!(卷第*期沈阳师范大学学报（自然科学版）!"#$%&，’"()!""#年’月!"#$%&’"()*+%,&%-."$/&’0%12+$314,（.&4#$&’)51+%5+）+,-.!""#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：%#’*)/0#!（!""#）"*)"*!/)"/天然高分子材料甲壳素和壳聚糖及其衍生物曾敬，赵桂贞，段纪东，苏桂田，孙秋菊，宋学军，辛士刚（沈阳师范大学化学与生命科学学院，辽宁沈阳%%""*(）摘要：壳聚糖是甲壳素脱乙酰后的产物，是

2、自然界中存在的唯一碱性多糖·甲壳素、壳聚糖及其衍生物由于具有生物活性、良好的生物相容性、完全可降解性及无毒性等优点而在众多领域中都有广泛的应用·并且，它们的应用领域还在进一步的得到开发，有广泛的应用前景·论述了甲壳素、壳聚糖及其衍生物在治污、医药、农业、食品、生物及日用化学品等领域中的应用，并对它们的未来应用前景进行了展望·关键词：甲壳素；壳聚糖；衍生物；应用中图分类号：12*%’文献标识码：3"引言甲壳素是自然界中存在的最广泛的天然生物高分子，主要从虾、蟹等甲壳类动物的外骨骼中提取得到·甲壳素是一类分子中带有氨基阳离子的多糖类高分子，其结构单元是4)乙

3、酰)5)葡糖胺，结构单元之间以，()糖苷键键合·壳聚糖是甲壳素脱乙酰后的产物，是不同脱乙酰度的甲壳素的总!)%称·这些多糖化合物的分子量可高达%"#·人们经过了几十年的时间才对甲壳素和壳聚糖的分子结构有了清楚的认识·降解实验和467谱图的结果表明，葡糖胺和4)乙酰葡糖胺的结构单元在分子链中是随机分布的（见图%）·图!甲壳素（"）和壳聚糖（#）的分子结构世界壳聚糖产品的工业化始于!"世纪/"年代·0"年代，各国对壳聚糖产品的研究和开发进入热潮·到&"年代初，世界壳聚糖年产量已接近%"""8，仅日本需求量就达*""8，国际市场甲壳素和壳聚糖一直是紧俏产品·从

4、壳聚糖的技术发展来看，日本在壳聚糖的研究和利用方面一直处于世界领先地位·收稿日期：!""#$"!$!"作者简介：曾敬（%&’()），女，辽宁沈阳人，沈阳师范大学副教授，博士·;!<沈阳师范大学学报（自然科学版）第!$卷我国具有丰富的壳聚糖生产原料甲壳素来源，发展壳聚糖产业具有得天独厚的优势条件，市场潜力大，前景看好·据了解，中国的甲壳素、壳聚糖工业始于!"世纪#"年代，主要生产厂家集中在江浙和福建沿海地区，每年产量仅几百吨，主要出口国外·近年来甲壳素和壳聚糖的价格呈逐年提高的趋势·目前甲壳素的市场售价约为每吨$%&万元，经进一步加工制得的壳聚糖价格为每吨

5、’&万元，而其原料的湿虾壳仅为每吨!""元·’甲壳素和壳聚糖的性质尽管甲壳素和壳聚糖的分子结构非常相似，但它们的化学反应却有很多不同之处·甲壳素和壳聚糖分子中的羟基和氨基都可以反应，但壳聚糖的结晶度通常比甲壳素低，所以壳聚糖更容易和其他试剂进行反应·甲壳素和壳聚糖最明显的差别在于它们的溶表!溶解甲壳素和壳聚糖的常用溶剂解性（见表’）·甲壳素只能溶解在少数几种溶剂甲壳素壳聚糖中，而壳聚糖几乎能溶解在任何稀酸溶液中·最常二甲基甲酰胺(氯化锂稀甲酸见的用于溶解壳聚糖的溶剂是甲酸和乙酸溶液·六氟异丙醇稀乙酸六氟丙酮倍半水合物稀乳酸这主要是由于壳聚糖分子链中存在大

6、量的阳离子’，!)二氯乙醇(*!+,$位点，这样就大大增加了分子的极性和静电排斥程度，从而使溶解能力大为改善·甲壳素是一个化学结构非常稳定的生物高分子，在固态下，分子间和分子内存在大量的氢键，从而大大限制了其溶解能力，使其在具体操作上存在一定的困难·壳聚糖的-)乙酰化程度和聚合度是两个至关重要的参数，这两个参数决定了其分子量的大小，-)乙酰化程度越高，聚合度越大，则分子量也越来越大·随着分子量的增大，壳聚糖在稀溶液中的粘度逐渐增加，从而限制了其在各个领域中的应用·!甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用甲壳素和壳聚糖是一种天然资源，可再生，可生物降解，无毒，无刺

7、激，对环境无污染，生物相容性好，因此在众多领域中都有所应用·"#!净化水壳聚糖最大的一个用途就是净化污水·现在，人们越来越意识到由重金属、杀虫剂及它们在食物链中的累积所引起的生态破坏和对健康的危害·因此，在工业污水被排放以前必须进行净化处理·由于壳聚糖分子中存在)-*，具有与金属离子形成配位共价键的能力，因此在处理工业污水方面有广泛的应!用·在各种形态的壳聚糖中，壳聚糖粉末和壳聚糖膜在净化金属离子中有更大的应用潜力·因为壳聚糖粉末和壳聚糖膜具有较大的比表面积，当.*!./0时，粉末和膜会释放出更多的自由氨基，从而与更多的金属离子相结合·美国环保局已提出，

8、壳聚糖在净化污水时的最大用量为’"12·3)’·研究结果表明，壳聚糖、羧甲基壳聚