Твердофазный синтез, структура, свойства и перспективы применения материалов на основе полисахарида хитозана

• Автор: Акопова, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 284 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Реакции в твердых телах при механическом воздействии. Состояние проблемы. Общие закономерности (литературный обзор)
1.1 Изменение физических и химических свойств твердых тел при механических воздействиях
1.2 Органические твердофазные реакции в условиях приложения высокого давления и сдвиговых напряжений

1.3 Реакции полисахаридов при механохимических воздействиях

1.4 Оборудование для проведения органических твердофазных реакций. Обоснование выбора типа оборудования и условий механохимического воздействия для модифицирования полисахаридов

1.5 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования

2. Твердофазный синтез, структура и свойства хитозана, перспективы применения метода для дальнейшего химического модифицирования

полисахарида
2.1 Особенности структуры и области применения хитина и хитозана (анализ литературных данных)
2.2 Твердофазный синтез хитозана
2.3 Особенности структуры и свойств хитозана, полученного в условиях
твердофазного синтеза
2.3.1 Исследование структуры хитозана методами 'Н ЯМР и
инфракрасной спектроскопии
2.3.2 Исследование структуры хитозана методом рентгеноструктурного анализа
2.3.3 Исследования фракционного состава, молекулярно-массовых
характеристик и реологического поведения синтезированных
образцов
2.4 Перспективы применения твердофазного метода синтеза хитозана для проведения дальнейшего химического модифицирования полимера и
создания новых материалов
3. Реакции хитозана с концевыми альдегидными группами полимеров, привитые сополимеры хитозана с поливиниловым спиртом, получение и перспективы применения материалов
3.1 Реакции аминогрупп хитозана с концевыми альдегидными группами полисахаридов
3.2 Комплексы хитозана с белками
3.3 Прививка на хитозан поливинилового спирта
3.3.1 Синтез, структура и свойства привитых сополимеров хитозана с поливиниловым спиртом
3.3.2 Исследование реологических свойств сополимеров и особенностей их взаимодействия с водой, структура и физико-механические свойства пленочных материалов из сополимеров и модельных смесевых систем
3.4 Перспективы применения привитых сополимеров хитозана с поливиниловым спиртом для стабилизации водных дисперсий неорганических наночастиц и биологически активных субстанций
3.4.1 Нановолокнистые материалы и пленки для покрытий на раны, содержащие биологически активные растительные экстракты
3.4.2 Микрокапсульт для инкапсулирования и культивирования животных клеток
3.4.3 Гибридные нанокомпозиты, содержащие диоксид титана
4. Синтез производных и привитых сополимеров хитозана за счет твердофазных реакций ацилирования. Получение, структура и свойства материалов, перспективы применения
4.1 Взаимодействие хитозана с карбоновыми кислотами и их ангидридами
4.1.1 Образование солей
4.1.2 Реакции ацилирования
4.1.2.1 Особенности структуры и свойств продуктов твердофазного ацилирования хитозана малеиновым ангидридом
4.1.2.2 Реакции хитозана с гидроксикарбоновыми кислотами, особенности структуры и свойств продуктов твердофазного ацилирования хитозана 2,2-бис-(гидроксиметшт)пропионовой кислотой

4.2 Получение композитных привитых систем хитозана и полиэтилена с

использованием производных хитозана и МА как интермедиатов
4.3 Реакции привитой полимеризации акриламида и лактида на хитозан,

структура и свойства продуктов
4.3.1 Прививка на хитозан олигомерных цепей лактида
4.3.2 Прививка на хитозан олигомерных цепей акриламида
4.4 Структура и свойства пленочных и губчатых материалов из солевых форм и ацилированных производных хитозана, перспективы применения
4.5 Прививка на хитозан алифатических сложных полиэфиров
4.5.1 Исследование растворимости и особенностей поведения
ол/:
сополимеров в органической среде
4.5.2 Физико-механические свойства сополимеров хитозана и

полилактида, структура пленочных материалов
4.6 Перспективы применения материалов на основе привитых сополимеров хитозана и полилактида для тканевой

инженерии
4.6.1 Получение волокнистых материалов и микрогранул из коллоидных органических растворов сополимеров хитозана и

полилактида
4.6.2 Материалы на основе сополимеров хитозана и полилактида, содержащие белки. Влияние обработки в разряде постоянного тока на их

поверхностные свойства
5. Экспериментальная часть
5.1 Основные характеристики исходных веществ
5.2 Выделение продуктов синтеза из реакционных смесей
5.3 Проведение твердофазных реакций
5.4 Основные методы исследований
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы

энергией) связи и реакционные центры, расход которых компенсируется равновесной интерконверсией активных состояний.
Итак, общими закономерностями исследованных реакций являются: наличие сильного переноса заряда и связанный с ним кислотно-основный катализ; неравномерность деформирования, сопровождающаяся одновременным сжатием и разрыхлением твердого вещества; возможность появления разных состояний переноса заряда, например образование водородных связей и солей; возможность протекания разнонаправленных реакций в одной системе; независимость реакционной способности от экзо(эндо-)термичности реакции; низкий температурный коэффициент; независимость от обратимости реакции; чувствительность к распределению электронной плотности в молекуле реагента и, в ряде случаев, высокая региоселективность реакций. Сложность общего описания механизмов реакций при механическом воздействии на твердые тела, и особенно многокомпонентные смеси, состоит в необходимости одновременного рассмотрения макроскопических параметров и состояния химических связей при непрерывном изменении физических и химических свойств системы.
1.3 Реакции полисахаридов при механохимических воздействиях
Среди органических механохимических реакций необходимо выделить синтезы с участием полисахаридов различной молекулярной массы. Полисахариды ввиду их очень высокой энергии когезии практически все неплавки, а наиболее распространенные, выполняющие структурные функции в живой природе — целлюлоза и хитин, нерастворимы в воде и практически во всех органических растворителях. Особенности структуры и физико-химических свойств полисахаридов обусловливают сложность и многостадийность как процессов их химического модифицирования, так и получения функциональных материалов на их основе, представляющих большой интерес в самых разнообразных областях применения. Все это привлекает внимание к