壳聚糖氨基选择性功能化中的空间位阻效应
2019-08-06熊金辉柏正武
武汉工程大学学报 2019年4期
熊金辉,柏正武
武汉工程大学化学与环境工程学院,湖北 武汉 430205
甲壳素是由D-2-乙酰氨基-2-脱氧-葡萄糖经β-1,4-糖苷键连接而成的线型缩聚物[1],当侧链上乙酰基的脱除率达到55%时,生成的产物被称为壳聚糖[2]。因为甲壳素很容易从虾或蟹的躯壳中获得,虾壳和蟹壳是常用海鲜食品的残渣,所以甲壳素和壳聚糖的来源非常丰富,廉价易得。壳聚糖的用途非常广泛,如用来制备生物医用材料[3-5],用作吸附剂除去污染物或重金属离子等[6-7]。因壳聚糖有单手螺旋的高级结构,能形成不对称的空腔,所以壳聚糖还能用来制备手性分离材料[8-10]。
与其它的天然高分子化合物相似,在未被修饰之前,壳聚糖的功能很有限,但经过修饰以后,其功能才得以充分展示。壳聚糖重复单元的3-位和6-位上是羟基,而2-位上是氨基。因羟基和氨基的反应活性不同,可对壳聚糖的氨基进行选择性的修饰,而无需对羟基进行保护和脱保护。有大量文献报道了对壳聚糖的氨基进行选择性的修饰,制备成不同用途的材料[11-13]。但要对壳聚糖的氨基进行高取代度修饰,如取代度达到95%或以上,则很难实现。在现实中,往往存在这种情况,即要求壳聚糖修饰时的取代度近乎100%,才能满足材料应用的要求。如在合成多糖衍生物手性分离材料时,为保证多糖衍生物高级结构的规整性,就要求在修饰多糖时,取代度尽可能达到100%。在前期工作中,报道了选择性地修饰壳聚糖2-位上的氨基生成酰胺、脲或者氨基甲酸酯,但并未较深入地研究上述3 种反应的影响因素,如修饰试剂的结构对反应的影响等。……
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