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第5章甲壳素、壳聚糖材料
Chapter 5 Chitin and chitosan Materials
甲壳素
壳聚糖
甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源,
总产量100亿吨/年,水产加工废弃物中100万吨/年。
主要来源:虾壳、蟹壳、昆虫壳等;广泛存在于节肢
动物、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物及真菌
和藻类的细胞壁
主要特性:生物相容性
甲壳素和壳聚糖的结构、性质
分子结构
CH-OH
CH,OH
甲壳素:N-乙酰2氨基
)HH
OH H
2-脱氧-D-葡萄糖以P-1,4
H NHCOCH3
NHCOCH3 a
糖苷键连接的线性多糖
甲壳素
CHOH
CH,OH
壳聚糖:甲壳素脱去55%
以上的N-乙酰基的产物
H N>
NH
壳聚糖
纤维素
H,OH
甲壳素
壳聚糖
山。
甲壳素和壳聚糖可认为是纤维素C-2羟基被乙酰氨基或氨基所取代
甲壳素:C2位并非100%的是乙酰氨基,约18的是氨基。
在生产过程中用稀碱除蛋白质时又有部分乙酰基被脱掉,
故商品甲壳素实际上有1520%的脱乙酰度
CHOI
CH OH
壳聚糖:一般将N-脱乙酰度大于70%的甲壳素称为壳聚糖。
事实上,得到100%脱乙酰度的壳聚糖是很困难的

甲壳素一多糖
(1)一级结构B--乙酰氨基葡萄糖
(2)二级结构羟基和N-乙酰氨基形成各种分子内和分子间
氢键一聚集体
氢键的存在
口阻止了邻近糖残基沿糖苷键的旋转
口相邻糖环之间的空间位阻也降低了糖残基旋转的自由度
CH3
H
分子内氢键
C3羟基一相邻糖苷键
C3羟基一同一分子链另一环上的氧
OAnA
分子间氢键:
C3羟基一另一分子链糖苷键-0
C3羟基一另一分子链环上氧
(3)三级结构糖链之间以氢键结合形成的各种聚集体,只
与甲壳素分子主链的构象有关
由一级结构和非共价相互作用造成的有序的二级结构使甲
壳素在空间形成有规则而宏大的构象;但一级和二级结构中较
大不规则的分支结构阻碍三级结构的形成。
(4)四级结构甲壳素长链间以非共价结合规整排列和堆砌在
一起形成的聚集体
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