水溶性壳聚糖

化合物

壳聚糖 只能溶于一些稀的 无机酸 或 有机酸 中,不能直接溶于水中,这在很大程度上限制了它的应用。

水溶性壳聚糖的定义

何谓水溶性壳聚糖?现在概念上比较混乱,不知道如何定义。至少可以指出以下几种:

①能溶于水的壳聚糖;

②能溶于水的壳聚糖盐酸盐;

③能溶于水的 羧甲基壳聚糖 ;

④能溶于水的低分子 甲壳质 ;

⑤能溶于水的低分子壳聚糖。

这些都被一些人当作是水溶性壳聚糖,其实,只有第一种才是真正意义上的水溶性壳聚搪,它能溶于水,而且是一般的壳聚糖,即既不是壳聚糖盐酸盐,也不是羧甲基壳聚糖,更不是低分子物。

很容易判断水溶性 壳聚糖 ,只要把它溶于水,首先看溶液有没有粘性,没有粘性者是低分子甲壳素或低分子壳聚糖;其次,往此 水溶液 中滴加几滴 氢氧化钠 溶液,产生浑浊或沉淀者,是 壳聚糖 盐酸 盐,因为其中的盐酸被碱中和了,壳聚糖不溶于中性或碱性的水中;如果滴加几滴HCl溶液而产生浑浊,则是 羧甲基壳聚糖 ,因为羧甲基壳聚糖实际是羧甲基壳聚糖的 钠盐 ,如果此溶液被酸化,则不再是 羧酸 钠盐,而成了羧酸,它就不溶于酸性水中:

式中R 氨基葡萄糖 残基 。

水溶性壳聚糖的制备方法

Sannan等人发现,使 甲壳质 在均相条件下进行脱乙 化反应,当脱乙酰度为 左右时,这种 壳聚糖 能溶于水。后来,Kurita等人又发现,对较高脱乙酰度的 壳聚糖 进行乙酰化,控制其脱乙酰度在 ,也可得到水溶性的壳聚糖。陈天等人研究了较高脱乙酰度壳聚糖的N-酰化,他们把1g壳聚糖溶于60mL的 冰醋 溶液中,加60mL 甲醇 稀释,再加-定量的 乙酸酐 或 丙酸酐 、 丁酸酐 、 己酸 配,搅拌均匀后放置过夜,第二天将反应 混合物 滴入 500ml 0. 5mol/L 氢氧化钾 乙醇 溶液中,过滤出白色纤维状的沉淀,用乙醇洗涤至中性,再进-步用 乙醚 脱水, 真空干燥,得到-系列产物,在水中的溶解性列于表1。由表可见,在N- 乙酰化 的产物中,只有N-酰化度为 的溶于水;在N-丙酰化的产物中,只有N-酰化度为55. 2写的溶于水;在N-丁酰化的产物中,只有N-酰化度为 的溶于水,N-己酰化产物都不溶于 水。造成部分N-酰化产物溶于水的原因,是后进入分子链的 酰基 破坏了原有分子链的二次结构,使 结晶度 变小(如图),几乎为无定形,也就是说,只有使 壳聚糖 的结晶度大大降低,接近于无定形,壳聚糖分子链才有 亲水性 。这个N-酰化度的范围是比较窄的,只有在这个范围内,才会有效地破坏壳聚糖原有的二次结构,使之接近于无定形。

陈鲁生 也在均相体系中反应制备了脱 乙酰 度在 左右的水溶性壳聚糖:将1g脱乙酰度为 的壳聚糖溶于25mL水(含有0.7 摩尔 冰醋 )中,加人25mL 乙醇 ,搅拌至溶液澄清,逐滴加人8mol 吡啶 ,保持溶液澄清,然后再以壳聚糖与乙酸 酐 的摩尔比为1:2的比例加人乙酸酐,盖严瓶盖,搅拌1h,加入200mL乙醇, 离心 分离出白色沉淀,用少量水溶解沉淀,再离心分离出不溶物,向溶液中加入100mL乙醇,离心分离出白色沉淀,用乙醇洗涤3次, 烘干 ,即得脱 乙酰 度为 (或N-乙酰度为 的水溶性壳聚糖。

常用的水溶性 壳聚糖 种类

1.羧化 壳聚糖 (应用最多的是 羧甲基壳聚糖 )

2.壳聚糖盐类(常见的有壳聚糖盐酸盐、 壳聚糖季铵盐 、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖 谷氨酸盐 等)

3.壳聚糖硫酸

4.壳聚糖 低聚糖

5.类 透明质酸 壳聚糖