Получение производных высоко- и низкомолекулярного хитозана: физико-химические свойства и биологическая активность

• Автор: Степнова, Евгения Александровна
• Шифр специальности: 02.00.06, 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Природные полисахариды хитин и хитозан строение, физикохимические свойства и применение.

1.1.1. Строение и физикохимические свойства.

1.1.2. Области применения хитозана.

1.1.2.1. Применение хитозана и его производных в медицине.

1.1.2.2. Доставка лекарственных средств.

1.1.2.3. Применение хитозана в косметике

1.1.2.4. Применение хитозана в пищевой промышленности.

1.1.2. 5. Очистка сточных вод.

1.2. Получение хитина и хитозана из различных источников

1.2.1. Выделение хитозана из ракообразных и моллюсков

1.2.2. Получение хитина и хитозана из грибов.
1.2.3. Получение хитина и хитозана из других источников
1.3. Способы деполимеризации хитозана
1.3.1. Химические способы деполимеризации
1.3.1.1 Кислотный гидролиз
1.3.1.2. Окислительная деполимеризация
1.3.1.2.1. Перекись водорода
1.3.1.2.2. Азотистая кислота
1.3.2. Ферментативные способы деполимеризации хитозана .
1.4. Активность хитозана и его производных.
1.4.1. Антибактериальная активность
1.4.2. Фунгицидная активность хитозана и его производных.
1.4.3. Противовирусная активность хитозана.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Материалы и методы
2.1.1. Исходные материалы
2.1.2. Определение молекулярной массы
2.1.3. Культуры для противомикробных тестов
2.1.4.0пределение фунгицидной активности.
2.1.5. Прорастание конидий Р. охуярогит
2.1.6. Измерение поверхностного натяжения растворов
2.1.7. Динамическое рассеяние света
2.1.8. Определение пенообразующей способности растворов.
2.1.9. Измерение вязкости растворов
2.1 Спектрофотометрические измерения.
2.2. Выделение хитина и получение хитозана.
2.3. Получение додецен1ил сукциноил хитозана
2.4. Получение додсц2енГилсукциноил хитина .
2.5. Титрование 1Ч додец2,ен1,илсукциноилхитина
2.6. Кватернизация хитозана
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выделение хитина из различных источников и получение хитозана.
3.1.1. Измельчение
3.1.2. Депротеинизация
3.1.3. Деминерализация
3.1.4. Обесцвечивание.
3.1.5. Деацетилирование.
3.2. Синтез гидрофобномодифицированных хитозанов и изучение их свойств
3.2.1. Модификация хитозана 2додецен1илянтарным ангидридом
3.2.2. Анализ полученных соединений.
3.2.3. Изучение реологических свойств растворов додец2енГил сукциноил хитозана
3.2.4. Поверхностноактивные свойства растворов додец2енГил сукциноил хитозана.
3.2.5. Изучение пенообразующих свойств додец2енГил сукциноил хитозана в водных растворах
3.2.6. Изучение ассоциации додец2енГил сукциноилхитозана в водных растворах.
3.3. Деполимеризация хитозана и додсц2ен1ил сукциноил хитозана
3.4. Кватернизация хитозана, олигохитозана и додец2,енГил сукциноил хитозана
3.4.1. История проблемы.
3.4.2. Метод смешанных ангидридов.
3.4.3. Карбодиимидный метод.
3.4.4. Использование 2этокси1этоксикарбонил1,2дигидрохинолина в методе смешанных ангидридов.
3.4.5. Получение и изучение строения кватернизованных хитозанов.
3.4.5.1. Кватернизация хитозана.
3.4.5.2. Кватернизация Ыдодец2енГил сукциноилхитозана .
3.5. Биологическая активность хитозана и 1Чдодец
ен1ил сукциноилхитозана
3.5.1. Описание тестируемых микроорганизмов
3.5.2. Результаты определения микробиологической активности
3.5.2.1. Фунгистатическая активность низкомолекулярного хитозана
3.5.2.2. Фунгицидная и антибактериальная активность низкомолекулярного хитозана и его производных.
3.5.2.3. Бактерицидная активность низкомолекулярного хитозана и его Ыдодец2енГил сукциноил производного.
4. ВЫВОДЫ.
5. ЛИТЕРАТУРА.
ВВЕДЕНИЕ


В живых организмах хитин образует микрофибриллярный порядок, что обеспечивает линейную конформацию молекул, закрепленную водородными связями. Эти фибриллы диаметром от 2,5 до 2,8 нм обычно входят в белковую матрицу 4. Хитин присутствует в трех полиморфных модификациях с различной ориентацией хитиновых микрофибрилл а, р, у. Наиболее распространена аформа, в которой цепи полимера антипараллельны и плотно упакованы. Она присутствует в панцире ракообразных и моллюсков, кутикуле насекомых, клеточной стенке грибов. В 3форме цепочки параллельны и обладают более высокой растворимостью и набуханием за счет более слабых межмолекулярных водородных связей 5. Гладиус кальмара содержит рхитин. Форма, представляющая собой систему чередующихся двух параллельных и одной антипаралельной к ним цепочек, присутствует в коконах насекомых 6. С помощью химической обработки Р формы хитина можно превратить е в а форму. Таким же образом превращается уформа в аформу. Это становиться возможным при обработке данного вещества насыщенным раствором ГлвСМ. Оба эти превращения необратимы 6. В кальмарах вида Ио встречаются все три формы хитина ахитин выстилает тонким слоем стенки пищевода и желудка, рхитин составляет большую часть гладиуса скелетной мышцы кальмара, которому он придает прозрачность и эластичность, и ухитин, который представлен тонкой кутикулой, покрывающей другие участки желудка 7. Хитин не растворяется в большинстве растворителей. Хитин растворяется только в концентрированных растворах соляной, серной, фосфорной и муравьиной кислот, однако одновременно с этим протекают реакции гидролиза. Поэтому раствор хитина в концентрированной соляной кислоте содержит хитиновые цепи, которые короче первоначальных цепей. Гидролиз хитина концентрированными кислотами в жстких условиях приводит к образованию Пглюкозамина 8. В случае серной кислоты, кроме того, происходит реакция сульфатироваиия 9. Обычные органические растворители не растворяют хитин, однако при добавлении к хитину смеси диметилформамида и тетраоксида диазота образуются слабо концентрированные растворы. Хитин можно растворить в гексафтор2пропаноле или в гексафторацетоне или в смеси хлорсодержащих спиртов с водными растворами минеральных кислот. В растворах некоторых солей хитин переходит в коллоидный раствор , причем скорость растворения 3хитина в таких средах выше, чем у а хитина. Хитозан полир2амино2дезоксиВглюкопираноза коллективное название частично или полностью деацетилированного хитина. Общепринято считать, что хитозан это хитин со степенью ацетилирования ниже . Физикохимические свойства хитозана зависят от его степени ацетилирования, молекулярной массы, полидисперсности. Хитозан растворяется в разбавленных растворах таких неорганических кислот как хлористоводородная, бромистоводородная, иодистоводородная, азотная, а также в разбавленной хлорной кислоте. В концентрированных кислотах хитозан выпадает в осадок. Хитозан нерастворим в разбавленной серной, лимонной и винной кислотах. Вместе с тем, хитозан растворим в разбавленных растворах муравьиной, уксусной, молочной, яблочной кислот. Растворимость хитозана в водных растворах уменьшается с увеличением его молекулярного веса и степени ацетилирования. Молекулярное звено хитозана содержит одну амино и две гидроксильные группы, потенциально способных к взаимодействию с алифатическими и ароматическими ангидридами . Аминогруппы хитозана имеют константу диссоциации сопряженной кислоты рКа6,,8. Таким образом, хитозан биополимер относительно слабой основности рКа 6. Поликатионный характер хитозана обеспечивает его взаимодействие с отрицательно заряженными синтетическими или природными полимерами. Вследствие низкой основности аминогруппы в слабокислой среде, хитозан реагирует в основном по аминогруппам. При этом хитозан вступает в типичные для аминогруппы реакции, из которых Мацилирование и образование оснований Шиффа являются наиболее важными. Важнейшим параметром, характеризующим хитин и его производное хитозан является степень Ыацетилирования, т. Оглюкопиронозидных структурных фрагментов. Это отношение сильно влияет на растворимость хитина и свойства растворов.