壳聚糖的磺化及其应用研究

【摘要】： 本文在进一步提高壳聚糖脱乙酰度的基础上，分别对壳聚糖进行直接磺化、羟丙基改性后再磺化以及黄原酸化，最后对壳聚糖及其磺化衍生物的水溶性、抗凝血性和抗菌性进行了研究。 实验主要内容如下： (1) 将异丙醇加入到脱乙酰反应体系中，使反应体系由碱—水变为碱—醇一水，结果证明，壳聚糖的脱乙酰反应在碱—醇—水体系中容易进行，所的产物的脱乙酰度和黏度也有较大改善，且醇水比越大，产物的脱乙酰度越高。同时还探讨了醇在脱乙酰反应中作用的机理。 (2) 固定甲酰胺及壳聚糖的用量，以硫含量为指标，考察了氯磺酸用量、温度、时间对壳聚糖磺化反应的影响，并初步探讨了磺化反应的机理，结果表明，壳聚糖磺化的最佳条件为：氯磺酸用量4ml，反应温度70℃，反应时间4小时，磺化反应按亲电反应机理进行，SO3为亲电试剂。 (3) 将壳聚糖羟丙基化后，其水溶性和反应活性得到很大改善。羟丙基壳聚糖磺化的较优条件为：2g羟丙基壳聚糖，5ml氯磺酸，20ml甲酰胺，反应温度70℃，反应时间3小时左右。磺化羟丙基壳聚糖的硫含量要高于磺化壳聚糖。 (4) 在磺化反应的基础上，为了尽可能地提高壳聚糖衍生物的硫含量，将壳聚糖黄原酸化，并找出了最佳工艺条件为：1g壳聚糖，NaOH溶液用量5ml，NaOH溶液浓度30％，CS2用量12ml，反应时间6小时，反应温度80℃。 (5) 研究了壳聚糖及其衍生物的抑菌能力和抗凝血性。实验发现，它们均有一定的抑菌能力，壳聚糖、磺化壳聚糖及磺化羟丙基壳聚糖有较好的抗凝血性，而黄原酸壳聚糖的抗凝血性则很低。 (6) 本文还初步探讨了壳聚糖磺化衍生物的硫含量及结构与其抗凝血性的关系，发现在一定范围内，硫含量越高，则抗凝血性越高，而结构与抗凝血性的关系较为复杂，有待进一步研究。红外光谱表明：磺化壳聚糖和磺化羟丙基壳聚糖的结构与肝素非常相似，特别是磺化羟丙基壳聚糖，因为其水溶性和抗凝血性都较好，从而极有可能发展成为新型的类肝素物质，成为新型的抗凝血药物。