壳聚糖
脱乙酰基程度
脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的多少,而且D.D增加,由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多,聚电解质电荷密度增加,其结果必将导致其结构,性质和性能上的变化,至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。VANDUM等人曾研究了不同离子强度对壳聚糖在稀溶液中的分子尺寸和粘度的影响。结果认为离子强度不同会改变无规线团的膨胀度进而改变分子尺寸和特性粘度,通过对不同D.D壳聚糖进行MARK-HOUWINK方程常数的测定,结果表明K,A值随D.D值的变化。从而由MARK-HOUWINK方程常数K,A有规律地依赖于壳聚糖的脱乙酰度而变化,而且在相同分子量时,随着脱乙酰度的增加,壳聚糖在稀溶液中分子尺寸,特性粘度和扩张因子等增加,而特性比和空间位阻因子随着脱乙酰度的增加而减少。从而在适用范围内的任意一个壳聚糖样品通过比较简单的特性粘度测量,即可计算其平均分子量。
结构式如图
在特定的条件下,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应,可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物,从而扩大了壳聚糖的应用范围。
壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基,它们具有较强的化学反应能力。在碱性条件下C-6上的羟基可以发生如下反应:羟乙基化——壳聚糖与环氧乙烷进行反应,可得羟乙基化的衍生物。羧甲基化——壳聚糖与氯乙酸反应便得羧甲基化的衍生物。磺酸酯化——甲壳素和壳聚糖与纤维素一样,用碱处理后可与二硫化碳反应生成磺酸酯。氰乙基化——丙烯腈和壳聚糖可发生加成反应,生成氰乙基化的衍生物。
上述反应在甲壳素和壳聚糖中引入了大的侧基,破坏了其结晶结构,因而其溶解性提高,可溶于水,羧甲基化衍生物在溶液中显示出聚电解质的性质。
4 性能
因壳聚糖分子中带有游离氨基,在酸性溶液中易成盐,呈阳离子性质。壳聚糖随其分子中含氨基数量的增多,其氨基特性越显著,这正是其独特性质的所在,由此奠定了壳聚糖的许多生物学特性及加工特性的基础[1]。
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