N-(2-карбоксиэтил)хитозан: синтез, свойства, применение

• Автор: Пестов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ

2. КАРБОКСИАЛКИЛИРОВАННЫЕХИТОЗАНЫ ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА,

2.1. Основный МЕТОДЫ карбоксиалкилировапия хитозана.

2.1.1. Карбоксиалкилирование в реакциях нуклеофильного замещения.

2.1.2. Восстановительное карбоксиалкилирование

2.2. 1Клрбоксиэтилхитозли ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА.

2.3.2КЛРСОКСИЭТИЛХИТОЗАП ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА

2.3.1. Карбоксютилирование реакциями нуклеофильного замещения.

2.3.2. Карбоксютилирование реакциям нуклеофильного присоединения

2.3.3. Свойства 2карбокситилхитозана.

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. М2КЛРБОКСИЭТИЛИРОВАИИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКЦИЙ ЗАМЕЩЕНИЯ
3.1.1. Ь2Карбоксютилирование в кислых условиях
3.1.2. 2Карбоксютилирование в присутствии неорганического основания.
3.1.3. К2Карбоксютилирование в присутствии органического основания.
3.1.4. 2Карбокситилирование с использованием ультразвукового воздействия
3.1.5. 2Карбоксютилирование методом синтез в геле
3.2. Ч2КлРПОКСИЭТИЛИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКЦИЙ ПРИСОЕДИНЕНИЯ.
3.2.1. 2Карбоксизтилирование пропиолактоном
3.2.2. Восстановительное К2карбокситилировапие
3.2.3. 2Карбоксютилирование акриловой кислотой и ее солями.
3.2.4. 2Карбоксютилирование 1акрилои.юксипропионовой кислотой.
3.3. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА
3.4. Ком лкксуюцие и сорбционные свойства.
3.4.1. Комплексообразование У2карбоксишилхитозина.
3.4.2. Строение координационной сферы медного комтекса
2карбоксютилхитозаиа
3.4.3. Сорбционные материалы на основе Я2карбоксютилхитозана.
3.5. Биоактивные свойства
3.5.1. Энзиматическая деструктируемость 2карбоксютнзхитозана.
3.5.2. Лнтигепотоксичиая активность 12карбокеиэтилхитозана
3.5.3. Активность 2кар6оксютилхитозана по отношению
к вирусу табачной мозаики
3.5.4. Активность 2карбоксютилхитозана по отношению
к патогенному грибу пшеницы Керога пойогит.
3.5.5. Стоматологические материалы на базе 2карбоксютилхитозана.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1 Использованные методы и оборудование
4.2. Характеристики использованных реагентов
4.3. Си ГГЕЗ ИСХОД1ЫХ И ВСПОМОГАТЕЛ Ы1ЫХ РЕАГСТОВ.
4.3. М2КЛРБОКСИЭТИЛИРОВАИИЕ С ИСПОЛЬЗОВАИЕМ РЕАКЦИЙ ЗАМ0ЩП1ИЯ
4.4. М2КЛРБОКСИЭТИЛИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕАКЦИЙ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
4.5. СИГТЕЗ СОРБЕ ТОВ
4.6. ААЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДИКИ
4.7. ИССЛОДОВАИЕ БИОАКТИВНЫХ СВОЙСТВ КЧ2КАРБОКСИЭТИЛХИТОЗАНА
5. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Поскольку степень замещения очень сильно зависит от качества используемого образца, несомненно, что наибольший вклад вносит первая сторона. Хотя предварительное набухание полимера следует признать необходимым, нужны дополнительные исследования количественного характера. Одинаковая степень набухания перед проведением полимераиалогичного превращения позволила бы более объективно сравнивать данные по влиянию на степень модификации других параметров процесса. Исходя из общих закономерностей повышение температуры увеличивает скорость реакции, то же относиться и к данному процессу. Кроме того, с увеличение температуры происходит перестройка надмолекулярной структу ры, что значительно изменяет степень ассоциации и форму макромолекул, а, следовательно, облегчает диффузию реагента к потенциально реакционноспособным функциональным группам. Однако побочные реакции гидролиза алкилирующего агента способны уменьшить степень модификации. Соответствующие исследования проведены в работах , , где показано, что оптимальной температурой является температура С. В качестве другого физического активирующего фактора было использовано микроволновое излучение , которое дает возможность сократить время реакции до мин при мощности излучателя 0 Вт 8 кратный мольный избыток хлоруксусной кислоты, рН. ЫаОН, 0С и получить продукт со степенью замещения 0 Другими исследователями показано, что одновременное воздействие сдвигового напряжения 0. Нмм2, давления 0. МПа и температуры 0С, сокращает время модифицирования до мин . Поскольку реакция гетерогенна, логичным было бы использование ультразвука, такая работа опубликована. По заключению авторов статьи предварительная обработка и проведение реакции с использованием улыразвука мощностью 0 Вт и частотой . Гц при С имеет определенные преимущества перед проведением процесса в тех же условиях, но при использовании мешалки. Но такие выводы сделаны только по выходу полученного продукта, хотя приводятся данные ПМР, не позволяющие судить о степени замещения. Максимальный мольный избыток карбоксиметилнрующего агента соответствует кратному . Тем не менее его понижение до 35кратного никак не сказывается на степени замещения , а в некоторых случаях получается продукт даже с большей степенью замещения 7, , . Таким образом, использование значительных избытков карбоксиметилирующих агентов более чем 5кратных не приводит к существенным изменениям состава продуктов, и может быть охарактеризовано как напрасный расход сырья. В целом, в результате анализа процессов карбоксиметилирования хитина в щелочных условиях возникает достаточно малоперспективный вывод о том, что процесс насголько сильно зависит от характеристик надмолекулярной структуры исходного образца, что значимость этого фактора превышает влияние всех других факторов, как рычагов управления глубиной осуществления процесса табл. Таблица 1. Мол. С Время, ч ЫаОН, РЮН Харка продукта Лиг. Са 0. Са 0. Са 0. Температура, при которой проводили набухание. ОБ и ПЛ степени замещения и ацетилироиания соответственно. Протекание рассматриваемой реакции на хитозаие имеют практически тс же закономерности, дополнительное влияние оказывает еще одни фактор степень дезацетилирования. Хотя хитозан является прямым продуктом переработки хитина, его надмолекулярная структура сильно отличается от родительской. Она характеризуется другой упаковкой молекул и меньшей кристалличностью. Поэтому следовало ожидать, что использование методик модификации хитина для хитозана приведет к значительному увеличению степени замещения. С одной стороны, этот факт подтверждается проведение карбоксиметилирования хитозана со степенью ацетилирования в рамках 5 без предварительной активации приводит к степеням замещения 1 , что выше, чем для хитина. Таблица 1. Хитозан Мол. С Время, ч ЫаОН, РЮН ОБ Лит. ЭЛ, М5 набух. Использовался хлорацетат натрия. С другой стороны, сопоставление одинаковых методик на разных образцах хитозана показывает, что, как и в случае хитина, невозможно однозначно установить твердые закономерности карбоксиметилирования.