新型離子液體的合成及其在殼聚糖降解反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、甲殼素作為地球儲(chǔ)量?jī)H次于纖維素的第二大可再生有機(jī)資源，其來(lái)源十分廣泛。殼聚糖是甲殼素的脫乙酰產(chǎn)物，是自然界唯一的天然陽(yáng)離子多糖。同甲殼素和殼聚糖相比，甲殼低聚糖水溶性好，無(wú)毒，易被人體吸收。大量的研究表明，甲殼低聚糖具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力、抗菌、保濕及促進(jìn)植物抗逆生長(zhǎng)等多種生理功能，在功能食品、醫(yī)藥保健、日用化妝品、農(nóng)藥等領(lǐng)域具有良好的研究?jī)r(jià)值。
　　 甲殼素和殼聚糖的不良水溶性限制了甲殼低聚糖的制備。本論文合成了能夠溶解甲殼素

2、和殼聚糖的溶劑-離子液體來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑（HAc），解決了傳統(tǒng)溶劑揮發(fā)性大、污染嚴(yán)重、用量大等缺陷，因此可以在均相條件下進(jìn)行甲殼低聚糖的清潔制備。實(shí)驗(yàn)中利用酸堿滴定法測(cè)定了原料殼聚糖的脫乙酰度為85％。采用烏氏粘度計(jì)測(cè)定原料殼聚糖的粘度，得出原料殼聚糖的粘均分子量為110萬(wàn)。通過(guò)比較殼聚糖、甲殼素和甘油的吸濕保濕性能發(fā)現(xiàn)，殼聚糖和甲殼素的吸濕保濕性能明顯低于甘油的吸濕保濕性能。合成了一系列離子液體，篩選出對(duì)殼聚糖具有良好溶解性的離子液體，

3、并考察了它們對(duì)殼聚糖的助降解性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，甘氨酸鹽酸鹽離子液體不僅溶解殼聚糖性能良好，對(duì)殼聚糖的助降解性能也是最好的。
　　 本文系統(tǒng)地研究了在過(guò)氧化氫氧化降解殼聚糖過(guò)程中反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及過(guò)氧化氫用量等因素對(duì)降解產(chǎn)物脫乙酰度、色澤和平均分子量等性質(zhì)的影響。在醋酸體系下，得到較佳反應(yīng)條件：殼聚糖2 g、2％醋酸水溶液40 mL、H2O2與殼聚糖單元的摩爾比3、反應(yīng)溫度70-80℃、反應(yīng)時(shí)間2 h，在該條件下

4、，甲殼低聚糖的收率達(dá)70％，其粘均分子量是2200；并且考察了低分子量殼聚糖的吸濕保濕性能，結(jié)果顯示在RH=43％時(shí)甲殼低聚糖的吸濕性能優(yōu)于透明質(zhì)酸，水分殘存率明顯高于透明質(zhì)酸；甲殼低聚糖的吸濕保濕性能均明顯優(yōu)于甘油。在離子液體體系下，得到的較佳的反應(yīng)條件為：殼聚糖2 g、[Gly]Cl（2 wt％）水溶液40 mL、H2O2與殼聚糖單元的摩爾比3、反應(yīng)溫度80℃、反應(yīng)時(shí)間2 h，在該條件下，甲殼低聚糖的收率達(dá)76％，其粘均分子量為20

5、05，具有良好的水溶性。且產(chǎn)品的吸濕保濕性能均優(yōu)于透明質(zhì)酸和甘油；并且采用高效液相色譜（HP-LC）、傅立葉紅外光譜（FT-IR）等手段表征了產(chǎn)物組成及結(jié)構(gòu)，證明了殼聚糖經(jīng)過(guò)過(guò)氧化氫氧化降解后，低聚殼聚糖基本保持了原有的結(jié)構(gòu)單元，未喪失殼聚糖原有的生理活性。
　　 與傳統(tǒng)溶劑（醋酸）環(huán)境下的降解體系相比，離子液體環(huán)境下的降解體系可以使水不溶性甲殼低聚糖的組分所占比例大大降低，即大大提高了水溶性甲殼低聚糖在產(chǎn)物中的所占比例，并且實(shí)

6、現(xiàn)了新型溶劑-離子液體的循環(huán)使用。
　　 在一定程度上提高體系微環(huán)境的極性，有利于降解過(guò)程中殼聚糖大分子鏈的打開(kāi)，即有助于雙氧水對(duì)殼聚糖糖苷鍵的進(jìn)攻，最終有利于水溶性甲殼低聚糖的獲得。根據(jù)IR光譜，殼聚糖降解前后主要峰的位置都無(wú)變化，只是隨殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量的降低各峰峰強(qiáng)有所改變，證明了殼聚糖氧化降解制備的寡糖、低聚糖是以開(kāi)裂殼聚糖的β-1，4糖苷鍵來(lái)進(jìn)行，并使用薄層色譜法鑒定了降解液中單糖-五糖的存在。
　　 本項(xiàng)研究