殼聚糖的化學反應
在特定的條件下,殼聚糖能發生水解、烷基化、?;?、羧甲基化、磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、縮合和絡合等化學反應,可生成各種具有不同性能的殼聚糖衍生物,從而擴大了殼聚糖的應用范圍。
殼聚糖大分子中有活潑的羥基和氨基,它們具有較強的化學反應能力。在堿性條件下,C6上的羥基可以發生如下反應:羥乙基化--殼聚糖與環氧乙烷進行反應,可得羥乙基化的衍生物。羧甲基化--殼聚糖與氯乙酸反應便得羧甲基化的衍生物?;撬狨セ?-甲殼素和殼聚糖與纖維素一樣,用堿處理后可與二硫化碳反應生成磺酸酯。氰乙基化--丙烯腈和殼聚糖可發生加成反應,生成氰乙基化的衍生物。
殼聚糖分子中具有活性的-NH2側基,可以通過化學方法被酸化成鹽、導入羥基,得到具有水溶性、醇溶性、表面活性等各種功能的殼聚糖衍生物材料?;钚缘?NH2,側基還可以先與過渡金屬離子形成配合物,然后交聯制備具有模板劑記憶力和選擇吸附性能的殼聚糖衍生物材料,這類材料具有良好的血液相容性、生物相容性、生物官能性,在醫學領域對細胞組織不產生毒性。
可以利用殼聚糖分子上的OH和-NH2:發生化學反應制備具有抑菌活性的N,O-羥甲基化殼聚糖,其中相對分子質量對抑菌活性有顯著影響,如隨相對分子質量的降低抑菌活性顯著增強,相對分子質量低于5000時,材料對金黃色葡萄球菌控制殺滅作用明顯。殼聚糖溶于酸后,糖鏈上的-NH2與H+、結合成強大的正電荷陽離子基團,非常有利于改善酸性體質。
甲殼素和殼聚糖的溶解性較差,在水、普通的有機溶劑中溶解性均不好,這大大制約了這類材料的應用,然而甲殼素和殼聚糖分子鏈上具有多種官能團,可以對其重復單元進行化學改性,引入不同基團,得到溶解性能改善的衍生物材料,同時因為引入了不同的取代基而使甲殼素和殼聚糖衍生物材料具有各異的功能。利用殼聚糖可溶于稀酸溶液的性質可以對殼聚糖進行均相溶液反應,在不同的反應條件下,可以對重復單元中的羥基和氨基及分子鏈進行硅烷基化、?;?、羥基化、接枝共聚、烷基化、羧基化、主鏈水解等化學反應。