淀粉均相酯化改性反应研究综述

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1、精选公文范文管理资料淀粉均相酯化改性反应研究综述[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料　　淀粉是一种可再生的天然多糖高聚物，在自然界的产量仅次于纤维素，具有来源广泛、价格便宜、生物相容性好和可生物降解等优点，在石油资源枯竭和环境污染日益加剧的今天，越来越被人们所关注。淀粉酯是一类重要的淀粉衍生物，由淀粉与有机酸或无机酸酯化反应而成，酯化后的淀粉具有热塑性、成膜性、疏水性、热稳定性等优点，可广泛应用于食品、造纸、纺织、废水处理等行业[1],是一种具有良好开发前景的环境友好型资源。然而，由于淀粉分子间和分子内强烈的氢键作用，使淀粉成为一种高度结晶性

2、物质，不溶于水和大部分有机溶剂。传统淀粉酯化反应常采用溶剂法或水媒法[2],由于淀粉的不溶性其反应只能在非均相的体系中进行，反应发生在淀粉表面的无定形区，分子内部的大量活性羟基被屏蔽而不能参与反应，因而传统酯化反应中得到的产品酯化效率或取代度较低。　　近三十年来，多种淀粉溶剂体系的相继开发，为淀粉均相酯化改性反应提供了可能[3-4].本文概述了淀粉在二甲亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMA）/LiCl和离子液体3种非衍生化溶剂体系的均相酯化反应特性，综合分析了各种溶剂的利弊和发展前景。　　淀粉酯化反应根据反应体系的不同分为非均相酯化反应和均相酯化反应。

3、非均相酯化反应大多在吡啶、咪唑等溶剂中进行，需要消耗大量酯化剂且产品均一性差；均相酯化反应则先将淀粉溶解在特定溶剂中形成均相体系，再进行酯化反应，该方法能较好控制反应过程，提高酯化效率和产品取代度。　　目前研究较多的淀粉酯化反应均相体系主要有二甲亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMA）/LiCl和离子液体。　　1二甲亚砜（DMSO）体系。　　DMSO[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料在高温和长时间搅拌下能完全溶解淀粉，已被广泛应用于淀粉参数表征和均相改性反应等方面[5-6].Everett和Foster[7]最早发现DMSO是淀粉的

4、一种非衍生化溶剂，能够溶解淀粉，且溶解时无明显副产物产生；溶解过程中添加少量的水（10%）或低分子量电解质（如LiBr、CaCl2等）有助于改善淀粉的溶解性[8];不同种类的淀粉在DMSO溶液中溶解速率不同：玉米和高粱淀粉溶解速度较快，而竹芋淀粉和马铃薯淀粉则溶解较慢[9],直链淀粉比支链淀粉更容易溶解[10].　　1.1长链脂肪酸淀粉酯　　Junistia等[11]以玉米淀粉和乙烯酯为原料合成了高级脂肪酸酯（淀粉月桂酸酯和淀粉硬脂酸酯），反应时先将淀粉溶解在DMSO溶液中3h形成均相透明溶液，加入月桂酸乙烯酯和适量催化剂（Na2HPO4,K2CO3等）进行反应

5、，得到不同取代度的产品。研究结果表明：催化剂的碱性和反应温度对产品的取代度有较大影响;高取代[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料度（DS=2.26~2.39）产品的结构已完全转化为无定型，而低取代度（DS=1.45~1.75）的产品还能保持部分晶型。通过对产品的热性能和力学性能进行考察，证明取代度是影响产品最终性能的关键因素，产品具有抗拉强度，耐受压力在2.7~3.5MPa,断裂伸长率最高可达26%.　　Henning等[12]在均相和非均相体系合成月桂酸酯，并考察对比了不同体系制备的产品的性能、毒性和溶解性。均相体系中先将淀粉在95℃的DM

6、SO溶液中搅拌溶解2h,然后加入乙烯酯等进行反应，而非均相反应则是将淀粉分散到吡啶中，再加入月桂酰氯进行反应。两种体系得到的反应产物取代度均大于2,但DMSO作为溶剂毒性更低，且产物的对水敏感性更低，产品纯度更高，更适宜推广到工业的规模化生产中去。HenningWinnnkler等[13]还在DMSO溶液里通过脂肪酸乙烯酯的均相酯交换反应合成了DS为1.40~2.63[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料的脂肪酸淀粉酯，反应过程中不添加任何塑化剂，合成产物具有高强度（43MPa）、高硬度、高温柔软性、显著的疏水性和热力学稳定性，是一种优异的生物

7、基产品，适合应用到包装工业上去[13].　　1.2琥珀酸淀粉酯　　以DMSO为溶剂的均相酯化反应适用于酸酐类的酯化反应，如琥珀酸酐的酯化反应，因为在反应时酸酐的水解反应受到限制而促进酯化反应往有利的方向进行。Yoshimura等[14]在TBAF/DMSO介质中合成纤维素和甲壳素的酯化凝胶，发现在该均相体系中不需外加交联剂即能有效提高产物的取代度和吸水性能。随后，其以淀粉和琥珀酸酐为原料在DMSO溶剂中合成淀粉琥珀酸酯凝胶，产物的DS为0.4~1.4、吸水倍率为120g/g（水/干基），与在水溶液中合成产物的DS0.1~0.3、吸水倍率70g/g相比有显著提高，

8、且产物具有良好的生物降解