➢ 2.3从分子改性来改变溶解性
➢ 分子改性即引入侧链基团从而改变分子结构，改变分子的功能，即结构决定 功能。
➢ 原理：为解决溶解性, 除了破坏分子链的结构规整性外, 还可用引入亲水性基 团的方法, 实现水溶性化。下面介绍几种改性方法。
➢ (1)酰化反应：酰化反应酰化反应是甲壳素、壳聚糖化学改性中研究较多的一 种化学反应，在其大分子链上导入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰 基，使其产物在水和有机溶剂中的溶解性得到改善。
➢ (2)醚化改性：甲壳素和壳聚糖的羟基可与烃基化试剂反应生成相应的醚，如 羟烷基醚化、羧烷基醚化，腈乙基醚化。羟乙基醚化反应可以用甲壳素碱与 环氧乙烷在高温、高压条件下制备，使产物的溶解性得到很大改善，同时具 有良好的吸湿、保湿性。
➢ (3)烷基化改性：烷基化反应可以在壳聚糖中羟基的氧原子上发生，也可在其 氨基的氮原子上发生。壳聚糖的氨基上有一孤对电子，具有较强的亲核性， 与卤代烷反应时，首先发生的是№烷基化。壳聚糖在含有5mol／L氢氧化钠的 异丙醇中低温下反应制得壳聚糖碱，再与卤代烃反应，可以得到完全水溶性 衍生物。
➢ 2.2从脱乙酰度（D.D)改变改变溶解性
➢ 原理：壳聚糖是由甲壳素脱乙酰而来，-NH-CO-CH3该基团脱乙酰以后变成 －NH2，-NH2为亲水基团故能增加壳聚糖的溶解性
➢ 方法：将壳聚糖用高温浓碱浸泡，然后洗涤掉多余的碱和脱下来的乙酰基。 要求不同用的工艺就不同，如果壳聚糖要求的级别比较低，用过的碱还可以 重复使用。
３．壳聚糖的应用
➢ 由于壳聚糖的水溶性抑制了其应用方面的能力，但是因为它与生物的相容性， 安全性，绿色，含量之大仅次于纤维素，取之不尽的资源，前面我们讨论了 如何提高它的溶解性能，现在我们介绍它在各领域的应用价值。
➢ 自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性 和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛 关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生 物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。针对患者，壳聚糖降血 脂、降血糖的作用已有研究报告。同时，壳聚糖被作为增稠剂、被膜剂列入 国家食品添加剂使用标准GB-2760.
关于壳聚糖的溶解性 以及应用优秀课件
１．壳聚糖的物理化学性质
➢ 壳聚糖（脱乙酰甲壳素）是由甲壳素（广泛存在于昆虫、甲壳纲动物 外壳虾、蟹等及真菌细胞壁中是自然界中仅次于纤维素的多糖，地球 上第二大可再生资源）脱乙酰反应后的产品，化学名称为聚葡萄糖胺 (1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，其脱乙酰程度大小由D.D表示。
➢ N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素，就能在这种稀酸中溶解。作为工业品的壳 聚糖，N-脱乙酰度在70%以上。N-脱乙酰度在55%~70%的是低脱乙酰度壳聚 糖，70%~85%的是中脱乙酰度壳聚糖，85%~95%的是高脱乙酰度壳聚糖， 95%~100%的是超高脱乙酰度壳聚糖。N-脱乙酰度100%的壳聚糖极难制备。
➢ 在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、 硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性 能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用范围。
➢ 其结构为下图所示：
➢ 分子式为： (C6H11NO4)N，单体分子量为161.2
２．壳聚糖的溶解性
➢ 2.1从分子量来改变溶解性 ➢ 通常的壳聚糖的分子量10万～30万，不溶于水。但是通过降解之后的壳聚糖
➢ 3.3 在生化领域的应用
➢ 壳 聚糖具有生物降解的特性，可制成可降解的薄膜。壳聚糖的游离氨 基，对各种蛋白质的亲和力非常高，可用来作为固定化酶、抗原、抗 体等的载体。改性甲壳素固定化酶不影响酶的活性，且有很高的催化 能力，可重复使用。
➢ 壳聚糖是一种阳离子型天然多糖，能与DNA形成聚电介质，温度升高，分子(离子)的热运动加剧，使得分子间混台加快， 壳聚糖的溶解 性能同样能受到温度的影响。
➢ 原理：由于升高温度之后，氢离子的运动速率加快，使得氢离子对氨基和羟 基作用加强同时大分子链运动加快，从而加快了壳聚糖有序结构的破坏，促 进了壳聚糖的溶解。
➢ 但是升高温度对壳聚糖溶液也带来了不利的影响。由于壳聚糖的缩醛键结构， 在氢离子的攻击下很容易发生水解，使壳聚糖降解。当温度升高时壳聚糖降 解更为严重，所以溶解壳聚糖温度不宜过高，一般２０～３０度为宜，对于 必须加热的才能溶解的溶剂，也要尽量采取最低温度下使其溶解。
分子量在1000~1500的可以基本完全溶于水，可溶于大多数稀酸如盐酸、醋 酸、苯甲酸等溶液，且溶于酸后，分子中氨基可与质子相结合，而使自身带 正电荷。 ➢ 目前应用较多的降解的方法有以下三种：１．酸降解法已发展有过醋酸法、 酸— 亚硝酸法、浓硫酸法、氢氟酸法等许多种, 不过, 用于工业化生产的主要 还是盐酸降解法。酸法降解壳聚糖是一种非特异性的降解过程, 降解过程及降 解产物的分子量分布较难控制。 ➢ ２．酶法降解是用于专一性的壳聚糖酶或非专一性的其它酶种来对壳聚糖进 行生物降解的。据研究报道, 已有30 多种的各种酶可用于壳聚糖的降解, 酶法 降解壳聚糖条件温和，且不对环境造成污染, 是壳聚糖降解的最理想方法。 ➢ ３．氧化降解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法 ,其中 H2O2氧 化降解法因成本低、 降解速度相对较快、 产品相对分子质量低且分布窄 ,无 残毒、 易实现工业化而倍受关注。
➢ 壳聚糖的外观是白色或淡黄色半透明状固体，但壳聚糖不溶于水和碱 溶液，也不溶于硫酸和磷酸。溶于质量分数为1%的乙酸溶液后形成透 明豁稠的壳聚糖胶体溶液是最重要的性质之一。
➢ 壳聚糖无毒、无害，具有良好的保湿性、润湿性，但吸湿性较强，遇 水易分解。其吸湿性仅次于甘油，优于山梨醇和聚乙二醇。
➢ 壳聚糖的相对分子质量为10万到30万之间。壳聚糖分子结构与纤维素 相类似，分子呈直链状，极性强，易结晶，但由于熔点高于其自身分 解温度，故不易得到非晶态的壳聚糖。