精氨酸接枝改性壳聚糖的制备【开题报告】

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1、毕业设计开题报告应用化学精氨酸接枝改性壳聚糖的制备一、选题的背景和意义壳聚糖，甲壳素的脱乙酰化产物，是地球上产量仅次于纤维素的多聚糖，学名为β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，主要来源于甲壳动物的表皮、昆虫和一些细菌及真菌的细胞壁。作为一种天然的阳离子型聚合物，壳聚糖除了无毒、生物相溶、可降解等特性，还具有抗菌性能、促进伤口愈合以及止血功能，同时它作为天然高分子絮凝剂，其杀菌作用早已得到人们的认识和利用。但是，壳聚糖类化合物具有分子量大，粘度大，且在大多数溶剂中溶解性较差，容易降解以及紫外吸收较弱的特点，对于其进行分析也一直是较大的难点。由于壳聚糖分子在C2和C6位上有-NH2和-

2、OH活性基团，故可对其进行化学改性。如：酰基化、酯化、烷基化、磺化、羧甲基化、羟乙基化、季铵化等，分子链中引入多种官能团，从而获得具有不同功效的壳聚糖衍生物，克服壳聚糖的缺点，得到所需要的功能性壳聚糖衍生物。壳聚糖及其衍生物具有良好的生物可降解性以及生物相容性，并且具有抗肿瘤、抗凝血、抗血栓和增强免疫等功能，已经在食品、农业、化妆品、保健品、废水处理以及制药工业中得到了广泛的应用。二、研究目标与主要内容（含论文提纲）壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，是生物界唯一的碱性多糖，壳聚糖及其衍生物是一种丰富的自然资源，存储量仅次于维生素，地球上每年生成量达100亿吨。甲壳素及其衍生物是一种阳离子型天然高分子

3、聚合物，有良好的成膜、絮凝、生物相容、可生物降解和无毒等特性，而且本身具有抗菌、抗癌、抗病毒等药理作用。然而，壳聚糖仅能在酸性溶液中具有一定的水溶性，pH值大于6.5时，其正电性消失，水溶性很差，应用受到限制。壳聚糖分子上的氨基和羟基具有较强的化学活性，可与多种基团反应形成多种壳聚糖衍生物，拓宽了壳聚糖的应用。本试验方法采用的就是接枝聚合反应，在将大分子壳聚糖降解为低分子量的壳聚糖以后，5用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC·Hcl）和N-羟基硫代琥珀酰亚胺（NHS）做催化剂，使壳聚糖与精氨酸发生酰化反应，将壳聚糖的氨基与精氨酸的羧基耦合在一起，形成共聚物。反应所得接枝精氨

4、酸的壳聚糖-精氨酸（CA），可以使低分子量壳聚糖具有更好的抗菌性能。论文提纲如下：1绪论1.1壳聚糖的发展简史1.2国内外壳聚糖的研究现状1.3壳聚糖的特性及存在问题1.3.1壳聚糖的优点1.3.2壳聚糖所存在的问题2实验部分2.1实验药品与仪器2.1.1改性壳聚糖的制备所需试剂2.1.2改性壳聚糖的制备所需仪器2.2壳聚糖的改性机理2.2.1改性反应机理2.3实验方案2.3.1精氨酸接枝改性壳聚糖2.4分析及表征方法2.4.1改性壳聚糖的红外谱图表征2.4.2改性壳聚糖的DSC分析2.4.3改性壳聚糖的核磁共振检测3.结果与讨论3.1精氨酸接枝改性壳聚糖制备3.1.1精氨酸添加量对改性壳聚糖

5、制备的影响3.1.2反应温度对改性壳聚糖制备的影响3.1.3单独反应与混合反应的差异4.结论5.参考文献6.致谢5三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等　　氨基是一级氨基，有一对孤对电子，具有很强的亲核性，能发生许多反应。如N-烷基化，可改善壳聚糖的水溶性；在中性介质中容易与芳香醛、脂肪醛发生反应生成席夫碱，一方面保护氨基，在羟基上进行各种反应，另一方面可通过双功能试剂进行交联，生成不溶解，稳定性好的壳聚糖载体；将季铵盐基团引入壳聚糖的氨基上，对其进行阳离子改性，制得水溶性壳聚糖，提高了壳聚糖的抗菌能力及絮凝效果；壳聚糖的N-酰化是很有用的反应，用丁二酸酐做酰化剂，得到的N-琥珀

6、酰壳聚糖，有很强的结合水的能力，具有比透明质酸有更高的吸湿性和保湿性，在化妆品中具有巨大的应用价值。本实验是在活性酯EDC做催化剂的条件下，壳聚糖分子（CS）的中的氨基与L-精氨酸（Arg）的α-羧基脱水，两者发生键合作用，形成肽键。反应中EDC夺取精氨酸的α-羧基的羟基及壳聚糖氨基的氢，合成肽键，从而形成壳聚糖-精氨酸（CS-Arg）。1、壳聚糖衍生物的制备：实验一：（精氨酸：壳聚糖=1:1）A：0.3484g精氨酸用0.2303gNHS进行活化，并加入1ml15%mg/ml的EDC溶液，放置2天；B：另称取0.3432g壳聚糖（80-95KD）溶于20ml1%醋酸溶液中，搅拌1天。将A、B

7、混合，在搅拌器上反应2天，2天后对其依次进行蒸馏水透析、18%PEG溶液浓缩；浓缩过后，对浓缩液用无水丙酮进行沉淀，为使之沉淀完全，将之摇匀，静置于4℃一夜。第二天对其进行离心10min；离心过后，将上清液弃去，用无水乙醇浸泡沉淀5min；过后弃去乙醇溶液，将沉淀带离心管放入冰箱干燥，待收集。实验二：（精氨酸：壳聚糖=1:1）A：0.3484g精氨酸用0.2303gNHS进行活化，并加入1ml15