甲壳素改性及其应用.doc

甲壳素的改性及其应用 Modification and Application of Chitin 摘要： 甲壳素在自然界每年的生物合成量仅次于纤维素，是地 球上第二大可再生资源。根据结构相似性，不但可以找到类似纤维素的用途，而且从氨基多糖的特点出发，具有比纤维素更为广泛的用途。因此自20世纪60年代以来，对甲壳素的研究十分活跃，近20年来的研究更为广泛和深入，在食品、医药、纺织、印染、造纸、水处理、金属提取和回收、环境保护及其他众多方面展示了其广阔的应用前景，正在引起许多国家的重视。本文主要介绍了甲壳素的改性以及应用。 Summary ： Chitin synthesis of biological nature after cellulose annuallyIs the second largest on the planet renewable resources. According to the structural similarity，Not only can find similar uses cellulos，but starting from the characteristics of amino polysaccharides.Has a broader purpose than cellulose. Therefore, since the 1960s ,the research is very active on chitin,Study of the past 20 years more extensive and in-depth,In the food, pharmaceutical, textile, printing and dyeing, paper, water treatment, metal extraction and recycling, environmental protection and many other aspects of showcasing its broad application prospects,attention of many countries .This paper describes the modification and application of chiti. 关键词：甲壳素 改性 应用 前言： 1811年，法国人于大自然中最早发现了甲壳素，之后于1859年又发现了甲壳素的脱乙酰基产物壳聚糖—一种唯一的碱性天然多糖。甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。这些虾壳原本是废弃物，几乎成为环境污染源，经过近40多年国内外学者研究，竟变废为宝，一跃成为跨世纪的引人瞩目的全球性热门科研课题，并竞相开发出一系列的甲壳素类高科技产品，应用于工业、农业、国防、化工、环保、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。至今，国内发表的甲壳素研究成果已超过400多项，我国甲壳素事业呈现出欣欣向荣的发达景象，一些发达国家争相投入大量资金对甲壳素进行深入研究开发。甲壳素的研究开发及其商业产品已出现了全球竞争趋势，并将保持持续稳定的高速发展趋势。 一、甲壳素的介绍 甲壳素（chitin）化学命名为β- (1→4) -2- 乙酰氨基 -2- 脱氧 -D- 葡萄糖。壳聚糖（chitosan）是甲壳素的脱乙酰基产物，也叫脱乙酰甲壳素，简称（CTS）。 它的结构式为： 甲壳素结构与纤维素类似，分子中含有H - OH和H - NH键，还含有分子间氢键。甲壳素的这种有序的大分子结构，在一般的溶剂中不容易溶解。甲壳素与壳聚糖无毒，无害，易于生物降解，不污染环境，而且在自然界中含量仅次于纤维素，并以相同的循环速率产生和消失。近年来，国内外学者应用各种方法对甲壳素进行改性以开发其潜在的应用价值，拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域。 二、甲壳素的物理改性和化学改性。 1. 化学改性 1.1 酰化反应 在甲壳素和壳聚糖的化学改性中，酰化改性是研究得较多的。甲壳素和壳聚糖通过与酰氯或酸酐反应，在大分子链上导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，所得的产物在有机溶剂中的溶解度可大大提高。酰化反应可在羟基(O-酰化)或氨基(N-酰化)上进行[2]。酰化产物的生成与反应溶剂、酰基结构、催化剂种类和反应温度有关。最早是用干燥氯化氢饱和的乙酐对甲壳素及壳聚糖进行乙酰化的。这种反应较慢，而且甲壳素的降解产物很多。现在有在甲磺酸中进行的酰化反应的报道，如用4份甲磺酸和6份乙酸酐与1份甲壳素在均相中的反应；4份甲磺酸、6分冰醋酸和计算量的乙酸酐与1份甲壳素在非均相中的反应。酰化甲壳素及其衍生物中的酰基破坏了甲壳素及其衍生物