Сульфатированные производные на основе порошковых целлюлоз и кооперативные взаимодействия с их участием

• Автор: Торлопов, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Целлюлоза и ее структурные производные

1.2 Анионные производные целлюлозы и физикохимические

свойства их водных растворов

1.2.1 Карбоксиметилцеллюлоза

1.2.2 Сульфаты целлюлозы

1.2.3 Смешанные сульфатированные эфиры целлюлозы

1.2.4 Фосфорилированпые производные полисахаридов

1.2.5 Физикохимические свойства растворов анионных производных целлюлозы
1.3 Кооперативные процессы в растворах углеводсодержащих поли
1.3.1 Кооперативный конформационный переход полимеров в растворе
1.3.2 Интерполимерные взаимодействия с участием углеводсодержащих полимеров
1.3.3 Взимодсйствие анионных полисахаридов с белком
1.5 Биологическая активность сульфатированных полисахаридов,
связанная с кооперативными взаимодействиями
Заключение
ГЛАВА 2 ЭКСЕРИМЕ1ГГАЛЬЫАЯ ЧАСТЬ
2.1 Общие методы анализа целлюлозы и ее производных
2.2 Методы модификации целлюлозы
2.2.1 Получение порошковых целлюлоз
2.2.2 Получение промежуточных производных целлюлозы
2.2.3 Получение сульфатированных производных целлюлозы
2.3 Исследование кооперативных взаимодействий анионных полисахаридов
2.3.1 Исследование конформаций цепи в растворе сульфатированных производных целлюлозы
2.3.2 Исследование интерполимерных реакций
2.4.1 Исследование комплексообразования анионных полисахаридов с биологическими объектами
2.4.2 Определение ЛД и стистическая обработка результатов
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Модификация целлюлозосодержащих материалов
3.1.1 Исходные целлюлозные материалы
3.1.2 Функциональный состав и химическое строение ПЦ
3.2.1 Сульфаты целлюлозы и их физикохимические свойства
3.2.2 Сульфатирование препаратов ПЦ, полученных каталитической деструкцией кислотами Льюиса
3.2.3 Сульфаты карбоксиметилцеллюлозы и их физикохимические свойства
3.2.4 Сульфаты амидоэтилцеллюлозы и их физикохимические свойства
3.2.5 Сульфаты фосфорилированной целлюлозы и их физикохимические свойства
3.3 Кооперативные взаимодействия с участием сульфатированных производных целлюлозы
3.3.1 Потенциометрическое исследование конформаций цепи в растворе сульфатированных производных целлюлозы содержащих дополнительные карбоксильные, фосфатные функциональные группы
3.4 Интерполимерные реакции с участием анионных полисахаридов
3.4.1 Интерполимерные реакции сульфатированных полисахаридов с ПЭГ
3.4.2 Исследование ИПР анионных полисахаридов с полипептидом
3.5 Комплексообразование анионных полисахаридов с биологическими объектами
3.5.1 Комплексообразование анионных полисахаридов с липидами крови
3.5.2 Комплексообразование с клеточной стенкой
Выводы
Список литературы


Одним из распространенных методов структурной модификации целлюлозы, является получение ее порошковых форм порошковых целлюлоз ПД. ГИД отличаются от исходной волокнистой целлюлозы меньшей средней степенью полимеризации обычно в пределах 0 0 и значительными изменениями в надмолекулярной структуре. Среди методов получения ГГЦ наиболее распространены кислотный гидролиз с применением минеральных 6, органических кислот и пероксикислот 7. Промышленное применение нашел метод механического помола целлюлозы. Среди перспективных методов получения ПЦ выделяется деструкция целлюлозы. Рисунок 1. Рентгсю граммы листвен и функциональном составе материала. Льюиса 1 г. Льюиса 8. Препараты ПЦ, характеризующиеся высоким содержанием упорядоченной части, известны как микрокристаллическая целлюлоза МКЦ. Сущность метода получения МКЦ состоит в избирательном удалении аморфных участков в структуре целлюлозной фибриллы. Удаление аморфных участков основано на их более высокой доступности для деструктирующего агента. МКЦ. Спектр использования МКЦ постоянно расширяется. Это производное применяется как наполнитель и стабилизатор в пищевой и фармацевтической промышленности, используется как исходный материал для синтеза различных производных целлюлозы
В последнее время появились работы, посвященные так называемой нанокристалл ичсской целлюлозе, а также некоторым производным на ее основе ,. Целлюлоза и ее структурные производные растворимы в ограниченном наборе растворителей. По современным представлениям растворению целлюлозы препятствуют как внутри , так и межмолекулярные водородные связи. Внутримолекулярные СВЯЗИ формируются между СзОН и СзО 1руппами, а так же между С2ОН и С60 группами элементарного звена. Межмолекулярные водородные связи формируются между СвОН и СзО соседних макромолекул. Известны методы растворения целлюлозы в воде в присутствии неорганических солей, например, ЫСЮ. ЗЬЬО . Однако исключительное значение имеет получение водорастворимых производных целлюлозы методами химической модификации целлюлозы. Методы синтеза водорастворимых производных целлюлозы разнообразны, но целиком основаны на замещении части гидроксильных групп исходного полисахарида различными радикалами. Вследствие такого замещения разрушается система водородных связей внутри целлюлозной макромолекулы препятствующая взаимодействию целлюлозы е водой. При Оалкилировании целлюлозы гидрофобными алкильными радикалами метил целлюлоза, эти л целлюлоза водорастворимость целлюлозы проявляется лишь в определнном диапазоне степеней замещения . Введение в структуру целлюлозы ионогенных групп различной природы повышает ее гидрофильность не только за счт разрушения водородных связей. Обладая выраженной способностью гидратироваться, ионогенные группы кислой и основной природы оказывают сольватирующее действие на целлюлозу. Известны гидрофильные производные целлюлозы, содержащие карбоксильные группы карбоксимстилцеллюлоза, монокарбоксилцеллюлоза, сульфатные группы, остатки фосфорных и других неорганических кислот 5. При этом физикохимические характеристики полиэлектролитных целлюлозных материалов, содержащих кислотные группы, сильно зависят от степени замещения, природы кислотного остатка и солеобразующего катиона. Класс водорастворимых производных целлюлозы, которые наряду с кислотной группой содержат заместители неионогенного характера, может быть представлен сульфатом ацетата целлюлозы САД. Этот материал обладает специфическими свойствами. Опубликованы сообщения по синтезу САД , исследованию физикохимических характеристик его растворов и возможным областям применения . Карбоксиметилцеллюлоза КМД представляет собой простой эфир целлюлозы и гликолевой кислоты. Для получения КМД наиболее часто используется алкилирование целлюлозы монохлоруксусной кислотой в присутствии щелочи. Наибольшее применение нашли методы основанные на замене воды в реакционной смеси алифатическими спиртами этиловым и изопропиловым. Поскольку взаимодействие целлюлозы с монохлоруксусной кислотой по механизму реакции является промежуточным между БгД и оправдано применение алифатических спиртов с разветвленными цепями .