1、甲殼素和殼聚糖的化學性質和應用普拉迪普庫馬爾杜塔，喬伊迪普格杜塔和特里帕蒂阿拉哈巴德，莫逖尼赫魯國家技術研究所，化學系211004。甲殼素和殼聚糖是相當靈活和有前途的生物材料。脫乙酰甲殼素和殼聚糖衍生物，更加有用和有趣的生物活性聚合物。盡管它的生物降解性，它有許多反應性氨基酸側鏈基團，其中提供化學修飾，形成了大量的各種有用的衍生物，是市售的可能性或者可以通過接枝反應和離子相互作用。本研究著眼于當代研究甲殼素和殼聚糖對在各種工業和醫學領域的應用。關鍵詞：甲殼素，生物降解性，殼聚糖，生物材料介紹甲殼素是第二個最普遍的物質，地球上僅次于纖維素和多糖：它是由（14）組成的聯-2 - 乙酰氨基-2 -

2、脫氧- - glucose1（D-N-乙酰葡糖胺）（圖1）。它通常被認為是纖維素衍生物，甚至不會發生在生產纖維素的生物中。它與纖維素結構上是相同的，但它在C-2位置上具有乙酰胺的組（NHCOCH3）。同樣的衍生物甲殼素，殼聚糖線型聚合物 （14） - 連接的2 - 氨基-2 - 脫氧-D-吡喃葡萄糖，很容易推導出N-脫乙酰化，其特征在于，不同程度上的脫乙酰度，因此它是一個的N-乙酰葡糖胺和葡糖胺的共聚物（圖2）。估計甲殼素每年待產幾乎與纖維素一樣多。它已成為極大的研究熱點，不僅是一個可利用的資源，也可作為一個新的高功能的生物材料，潛在于各個領域中的最新進展，化學作用是相當顯著的。圖1 - 甲殼

3、素結構圖2 - 部分脫乙酰甲殼素甲殼素是一種白色，堅硬，無彈性，在含氮多糖中的外骨骼中發現，以及在內部結構的無脊椎動物中發現。這些天然聚合物表面的一個主要來源在沿海地區。作為食品工業中獲得的甲殼類的殼進行脫乙酰殼多糖的生產，在經濟上是可行的，特別是如果它包括恢復類胡蘿卜素。貝殼含有相當數量的蝦青素，迄今尚未合成，類胡蘿卜素是作為魚類食品添加劑銷售水產養殖，特別是鮭魚。印度的平均降落的固體廢物分數貝類介乎60,000至8萬噸。我們的祖國，印度三個部分，海洋和內陸也是非常豐富池塘，湖泊。合理利用（水產養殖）而言，這些水資源，甲殼素和殼聚糖的研究能帶給國家經濟和學術繁榮。甲殼素殼聚糖目前商業化生產，

4、主要在印度，波蘭，日本，美國，挪威和澳大利亞。大量的研究進展表明，甲殼素/殼聚糖是覆蓋全世界的，包括印度，量身定制并傳授所需的功能，最大限度地發揮其作用。甲殼素和殼聚糖的資源豐富，可再生的聚合物具有優異的性能如：生物降解性，生物相容性，無毒性等。該反應與脫乙酰殼多糖是相當的存在，由于比纖維素- NH2組更通用。已作出各種努力準備通過化學的功能性殼聚糖衍生物，接枝反應，離子相互作用，并將其中只有少數被發現溶于傳統的有機溶劑。殼聚糖是唯一溶于酸在水溶液中的一些，以及一些選擇性N-?；囊脖粐L試。雖然得到一些可溶于水的或高度得到腫脹衍生物，它是很難發展中的溶解度常用的有機這些方法的溶劑。修改甲殼素和

5、殼聚糖的化學結構改善，在常規有機溶劑中的溶解度。在另一方面，只有少數的評論已被報道，生物醫學的應用的甲殼素/殼聚糖，并沒有全面檢討尚未公布覆蓋整個范圍的應用。本檢討的范圍包括文學19932003年處理性能，加工和應用程序在各種工業和醫學領域。甲殼素和殼聚糖處理甲殼素和殼聚糖是天然的資源等待一個市場。他們浪費的產品和蝦罐頭行業。美國能源部、商務部公布的，他們在1973年結束1,50,000噸甲殼素生產加工廢棄物，從貝類，磷蝦，蛤，牡蠣，魷魚，和真菌。市售甲殼素和殼聚糖是高價的，由于其相對高的比例重要性，與氮（6.89）相比，綜合取代的纖維素。主要是甲殼類的殼涉及搬遷的蛋白質和解散是存在于蟹殼的碳

6、酸鈣高濃度中。甲殼素脫乙?；仍?0氫氧化鈉，120 C的1-3小時。這種治療方法產生70脫乙酰殼聚糖。按時間順序排列的以下四個步驟。過程中所需要的生產殼聚糖甲殼類的殼：（一）脫蛋白，（二）Deminera-顯逢（未公布的數據，作者之一，普拉迪普庫馬爾杜塔研究的新方法。甲殼類的殼，并聲稱除鹽更好的性能比現有的進程），（三）脫色，及（四）脫乙酰。甲殼類動物的殼 大小減少 蛋白質分離 （氫氧化鈉） 洗滌脫礦（HCL） 洗滌和脫水 脫色甲殼素 脫乙酰氫氧化鈉（NaOH） 洗滌和脫水 殼聚糖。甲殼素和殼聚糖的屬性大多數天然存在的多糖。例如，纖維素，糊精，果膠，藻酸，瓊脂瓊脂糖，是自然和酸性性質，而幾丁

7、質和脫乙酰殼多糖的例子，高堿性多糖。他們的屬性包括：在各種介質中的溶解度，溶液粘度，聚電解質行為，形成聚氧鹽，形成薄膜，金屬螯合，光， 結構特性。雖然 （14）脫水糖苷鍵，甲殼素也是目前在纖維素的特點，甲殼素/殼聚糖的特性不共享纖維素。甲殼素是疏水性極強，不溶于水和大多數有機溶劑。但它溶于六氟異丙醇，六氟丙酮，和結合用含水氯醇中，礦產酸和二甲基乙酰胺的解決方案（DMAC）含5氯化鋰（氯化鋰）19。最近殼聚糖溶解在N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）/水，報道杜塔等。幾丁質的水解在激烈的條件下用濃酸產生相對純凈的氨基糖，D-葡萄糖。根據，幾丁質脫乙酰的程度，包含5至8（W/ V）氮，這是大部分的

8、脂肪族伯氨基基團的形式，如發現殼聚糖。殼聚糖進行反應典型的胺，其中的N-?；拖蚍磻亲钪匾摹ぞ厶瞧暇厶窃跍睾偷臈l件下容易地獲得，但很難獲得纖維素葡聚糖。N-?；狒蝓｛u，引入酰胺基在殼聚糖氮。醋酸酐給予充分乙酰甲殼素。直鏈脂肪族高于丙?；腘-?；试S快速乙酰化中的羥基殼聚糖。高苯甲酰甲殼素可溶于苯甲醇，二甲亞砜（DMSO），甲酸，二氯乙酸。的N，N-己一直癸N-十二烷衍生物中獲得甲ACID1。殼聚糖形成醛亞胺和亞胺醛和酮，分別在室溫的溫度。其次與酮酸反應，硼氫化鈉還原產生的葡聚糖，普羅特和非普羅特的氨基酸基團。N-羧甲基脫乙酰殼多糖是從二羥酸。的實例的非普羅特氨基酸葡聚糖，從脫乙酰

9、殼多糖衍生的N-羧基芐基，從o-和p-酞醛中獲得的脫乙酰殼多糖酸。殼聚糖和簡單的醛生產N-烷基加氫后的脫乙酰殼多糖的存在下，更多或更少的體積大的取代削弱了氫殼聚糖的債券，因此，N-烷基殼聚糖膨脹在水中，盡管烷基鏈的疏水性。它們保留成膜屬性殼聚糖。殼聚糖是更靈活的，由于C-2位的氨基的存在。殼聚糖的性質殼聚糖的化學性質如下：線性聚乙烯亞胺，反應的氨，無功羥基螯合物許多過渡金屬離子殼聚糖生物特性生物學性質殼聚糖：生物相容性- 天然高分子- 生物降解正常的身體成分- 安全無毒，（值得注意的是，在這幾丁質酶的研究）。綁定到哺乳動物和微生物細胞聚集體-結締組織牙齦組織再生的效果，-Acclerates形

10、成的成骨細胞，負責骨形成，止血藥，抑菌，殺精抗腫瘤，加速骨形成，中樞神經系統抑制劑，免疫佐劑。甲殼素和殼聚糖的衍生工具殼聚糖可能很容易地利用衍生伯氨基的反應性和小學和中學的羥基。乙二醇甲殼素，部分O-羥乙基甲殼素第一衍生實用重要性。幾丁質的衍生物的可被分為兩種類別;在每一種情況下，N-乙酰基的基團是除去，暴露的氨基官能反應，無論是與酰氯或酸酐得到組NHCOR或修改還原胺化最大的潛在重要性NHCH2COOH這兩種類型的衍生物反應形成雙向或多官能試劑，從而進一步化學反應。在實踐中，這樣的反應是天然甲殼素或不完全脫乙?；瘞锥≠|，脫乙酰殼多糖，從而使得到的聚合物含有三種類型的單體。 這些聚電解質是特別

11、有效的，從稀溶液中去除金屬離子。脫乙酰殼多糖本身的螯合物的金屬離子，特別是那些過渡金屬，還發現應用程序作為一個矩陣固定酶。特別是已經受到關注的化學修飾甲殼素，因為它有最大的潛力得到充分剝削。一直用純甲殼素的反應大多在固態由于缺乏開展。在普通溶劑中的溶解度。 50脫乙?；瘞锥≠|已經發現，可溶于水。此幾丁質的水溶性的形式是一個有用的起始原料，它的光滑的修改，通過在解決方案階段的各種反應。一些非常最近報道的殼聚糖衍生物列舉，如下所示：（一）N-鄰苯二甲酰殼聚糖由于其在某些有限的溶解度差有機溶劑時，需要一些化學的修改。N-鄰苯二甲酰殼聚糖料，因為它是有效的增溶打上笨重的剛性骨干，并打破氨基上的氫原子，

12、以防止氫鍵。完全脫乙酰殼聚糖用鄰苯二甲酸酐在二甲基甲酰胺，得到N-苯二甲酰 - 殼聚糖。這是很容易溶于極性有機溶劑。已進行進一步的反應，使用這個新的衍生物，以改善溶解度殼聚糖。這些下面給出更好的了解。所有這些衍生物能溶于一般極性有機溶劑。（二）柱狀樹枝殼聚糖雜交唾液酸成功改善，座椅的溶解度殼聚糖-唾液酸合成樹枝，使用聯絡點和沒食子酸的酸雜交（乙二醇），作為間隔臂。這些新的衍生物的溶解度進一步為其它的胺進行N-琥珀?；纳乒δ?。（三）甲硫基氨基甲酰基和苯氨基甲酰硫基殼聚糖近日，巴巴等合成甲基硫代氨基甲酰和苯氨基甲酰硫基殼聚糖的衍生工具，以檢查對金屬的選擇性離子的硝酸銨水溶液。（4）乳酸/羥基乙酸

13、共聚物，脫乙酰殼多糖凝膠殼聚糖水凝膠的合成進行曲等al.29直接嫁接的D，L-乳酸和/或到脫乙酰殼多糖在沒有乙醇酸催化劑。他們證明，一個更強大水和脫乙酰殼多糖鏈之間存在的相互作用移植后，乳酸和/或乙醇酸。側面鏈可以聚集和形成物理交聯，這會導致在對pH值敏感的脫乙酰殼多糖水凝膠。這些水凝膠被認為是可能有用的生物醫學應用，例如，傷口敷料和藥物輸送系統中，由于兩個聚酯側鏈和脫乙酰殼多糖是生物相容性和可生物降解。（五）硫化鎘量子點（量子點）殼聚糖生物復合材料衍生物硫化鎘量子點提高水的脫乙酰殼多糖的溶解性和穩定性。他們還影響殼聚糖的熱分解。在這種熱分解的存在下殼聚糖被轉移到50。一個高效的程序硫化鎘量子

14、點制備殼聚糖生物復合材料是通過混合殼聚糖與Cd（徒）2和隨后溶解在1的醋酸水溶液溶液中，然后通過與CdS的治療，從而光滑，平整，黃硫化鎘量子點殼聚糖復合得到薄膜。（六）殼聚糖的酸復合納米微粒癌癥治療潛在的釓神經轉錄的捕捉。據報道，在最近的治療。在1999年，德光等報道，殼聚糖酸復合納米粒子可以用于釓神經轉錄的俘獲療法（GD-NCT）。它是一種癌癥的治療方法，利用質子和的神經轉錄和發射的電子在體內作為結果的神經清晰、神經轉錄捕獲反應給藥，非無線電e元素光等已經證明的Gd-NCT使用新穎的釓納米粒瘤內注射可能非常適合進入實體瘤。（七）納米復合材料的天然多糖（甲殼素/殼聚糖）雖然甲殼素和殼聚糖是有用

15、的生物聚合物，其應用受到限制。一個卓越的概念將帶來一場革命混合與人的天然聚合物制成的聚合物（合成聚合物）。海洋資源研究所和日本環境下一種新型的復合材料研究機械化學制劑干燥和固態。它們合成了一種新型的多糖復合球磨一個合成高分子的多糖。熱行為和合成的分子運動 在復合材料中的聚合物是完全不同的。這些結果表明，糖和合成聚合物的相互作用，從而增容多糖和合成聚合物。實驗室合成的脫乙酰殼多糖，聚乳酸在溫和條件下的智能藥物的納米復合材料釋放（未公布的結果）。甲殼素和殼聚糖的應用在幾丁質的利益來源于研究的行為和化學特性溶菌酶，這種酶存在于人體內流體。溶解某些細菌裂解幾丁質的細胞壁材料。各種各樣幾丁質和幾丁質的醫

16、療應用在過去三年已報告衍生工具數十年。曾有人建議，脫乙酰殼多糖可用于抑制纖維組織形成，傷口愈合和在組織，促進組織生長和分化文化。甲殼素的溶解性差是主要的限制因素，其利用率和調查其特性和結構。盡管有這些限制，甲殼素改性甲殼素的各種應用為原料，例如，在文獻中已報道人造纖維材料。纖維制成的甲殼素和殼聚糖是有用的可吸收縫合線傷口包扎材料。這些甲殼素縫合膽汁，尿液和胰液抵御攻擊，這是很難與其他的可吸收縫合線。它一直聲稱，傷口敷料甲殼素殼聚糖fibres44加速傷口愈合約75。除了從他們的應用程序中，醫療領域，幾丁質和脫乙酰殼多糖纖維具有在廢水處理，其中潛在的應用殼聚糖通過去除重金屬離子螯合作用已引起廣泛

17、關注。它們使用在服裝行業，一個更大的范圍，可能是一個長期的可能性。殼聚糖的工業應用由于其物理和化學特性，殼聚糖浩大的廣泛被用在不同的產品和應用，從藥品和化妝品的產品，水治療和植物保護。在不同的應用領域，不同屬性的脫乙酰殼多糖是必需的。這些屬性的變化，例如，乙酰化和分子量?；瘖y品一般有機酸作為良溶劑制造化妝品。自然氨基的聚糖類，脫乙酰殼多糖可以包含在類膠體。然而，不像大多數其它膠體陰離子殼聚糖是唯一的天然陽離子膠，變得粘稠用酸中和。這有利于它的互動與共同珠被（皮蓋）和頭發。甲殼素和殼聚糖殺菌抑制真菌的性質。殼聚糖是有很多兼容成立的生物活性成分的化妝品組成。殼聚糖或殼聚糖藻酸鹽復合物在1-10的范

18、圍內，以及微膠囊，包括各種疏水物質在化妝品中找到廣闊的應用。它可以指出的是，吸收的有害物質UV輻或不同的染料，可以很容易地殼聚糖的氨基共價連接?；跉ぞ厶呛推渌M成水膠體中含有的抗氧化劑，抗過敏，和植物來源的抗炎物質，新類型的脫毛和卷曲的裝置，用于做頭發。在美國，幾丁質脫乙酰殼多糖和它們的衍生物報價使用護發用品，護膚化妝品在三個方面：關心和口腔護理。殼聚糖和毛發的互補性，因攜帶相反電荷：聚糖正和負的頭發。一個明確的解決方案含有殼聚糖形成一個明確的，彈性膜頭發，從而增加其柔軟性，平滑度和機械強度。的材料也可以形成凝膠當加入到水和乙醇的混合物。脫乙酰殼多糖可用于香波，漂洗，永久波劑，染發劑，定型乳

19、，發噴霧劑和生發油。幾種殼聚糖衍生物甲殼素具有潛在的應用在頭發護理。它們包括甘油醇的加合物的脫乙酰殼多糖，低聚物的水解，脫乙酰殼多糖，正 - 羥丙基季銨羥丙基脫乙酰殼多糖，取代的聚亞氧烷基脫乙酰殼多糖，脫乙酰殼多糖，脫乙酰殼多糖低聚糖，幾丁質干燥，和羧甲基甲殼素。有些殼聚糖衍生物可以形成泡沫和創建乳化作用和甲殼素粉在香波中直接使用。殼聚糖及其衍生物有兩個優勢，使得它很好的候選人，皮膚護理：一個是他們的正電荷，另一個最殼聚糖產品的分子量是如此之高，他們無法穿透肌膚。因此，例如，脫乙酰殼多糖可作為保濕劑的作用皮膚。由于其較低的成本，它可能有競爭，在本申請中的透明質酸。兩種殼聚糖和甲殼素已經發現藥膏

20、，包裝材料，乳液，指甲油，指甲油，粉底，眼部陰影，唇膏，清潔材料，沐浴劑。脫乙酰殼多糖與有機二酸酐酰化，和幾丁質或脫乙酰殼多糖微粒用于皮膚護理。水工程由于它的聚陽離子性，脫乙酰殼多糖可以是用作絮凝代理。它也可以作為螯合劑，沉重的金屬噴漆捕獸。 weltroswki等。用殼聚糖N-芐基磺酸衍生物以除去金屬離子在酸性介質中的吸附劑。在1999年，珀瓦尼和Dutta repote去除顏色從染房廢水利用殼聚糖為的吸附劑。相當數量的世界生產甲殼素和殼聚糖及衍生物用于廢水治理。殼聚糖分子附聚物在很大程度上溶液中，形成的陰離子廢物沉淀物和絮狀物，因此它作為一個絮狀食品加工廢料的回收利用。殼聚糖有效競爭，在合

21、成樹脂捕獲重金屬的處理水。幾丁質已被用于凈化含有钚廢水和水含有甲基汞乙酸甲酯，顯著的污染物廢水的乙醛生產。應用殼聚糖/甲殼素混合物去除砷污染的飲用水。也得到了脫乙酰殼多糖有效去除石油和從廢水中的石油產品。該利用甲殼素的脫酸能力咖啡工業和澄清飲料如酒，啤酒和果汁。再生幾丁質，脫乙酰殼多糖，和其他的幾丁質的膜可廣泛應用于反滲透等過程，反滲透，微過濾，脫鹽，透析，和血液透析。床片狀殼聚糖也可以用于凈化飲用水。造紙工業甲殼素和殼聚糖生物降解加強再生紙和增加環境友好的包裝和其他產品。殼聚糖已經參與殼聚糖分子制造的紙張，因為大大類似于纖維素的主要植物墻組成。這也節省了化學添加劑和增加輸出。最后與脫乙酰殼多

22、糖有一個平滑的表面和被更耐潮濕。除其他事項外，殼聚糖是很有價值的生產衛生紙紙和包裝紙和紙板。羥甲基甲殼素及其他水溶性衍生工具是有用的終結衍生物在造紙制作上，可以被用來作為一種可生物降解的包裝食品包裝材料等產品。結論這是幾丁質和脫乙酰殼多糖，可以很容易地利用的主要的反應性衍生氨基組和小學和中學羥基組找到在多元化領域的應用。在這種審查，已嘗試增加理解的重要性和特性的甲殼素和殼聚糖的描述各方面，包括的化學性質，生物性能，加工和應用程序。鑒于此，本研究將吸引他們的注意力為企業家，實業家，學者和環保主義者。參考文獻1.Dutta P K, Ravikumar M N V & Dutta J, Chiti

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