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第1章 概论 1

1.1 甲壳素研究发展概况 1

1.1.1 甲壳素研究的发展历史 1

1.1.2 国内甲壳素发展概况 2

1.2 甲壳素的分布与分离 9

1.2.1 甲壳素的分布 9

1.2.2 甲壳素的分离 10

1.2.3 甲壳素的清洁生产 12

1.3 壳聚糖的制备 14

1.3.1 壳聚糖的化学制备方法 14

1.3.2 壳聚糖的酶法制备方法 17

1.3.3 壳聚糖的清洁生产工艺 18

1.4 甲壳素和壳聚糖的应用 20

1.4.1 在医药中的应用 21

1.4.2 在纺织印染工业中的应用 28

1.4.3 在废水处理中的应用 29

1.4.4 在食品工业中的应用 34

1.4.5 在造纸工业中的应用 35

1.4.6 在农业中的应用 39

1.4.7 在其他方面的应用 41

1.5 甲壳素／壳聚糖研究发展趋势 42

1.5.1 清洁生产成为产业健康发展主题 43

1.5.2 产学研结合成为技术突破重要方式 45

1.5.3 基础研究成为研究重点 46

1.5.4 构效关系成为研究热点 47

1.5.5 生物功能材料成为应用亮点 48

参考文献 50

第2章 甲壳素／壳聚糖的化学与物理基础 59

2.1 引言 59

2.2 甲壳素／壳聚糖的近程结构 59

2.2.1 甲壳素／壳聚糖的化学结构 59

2.2.2 壳聚糖的脱乙酰度 66

2.2.3 壳聚糖的结构单元序列分布 74

2.3 甲壳素／壳聚糖的远程结构 74

2.3.1 壳聚糖与壳寡糖的相对分子质量 74

2.3.2 甲壳素／壳聚糖的构象 77

2.4 甲壳素／壳聚糖的超分子结构 81

2.4.1 甲壳素／壳聚糖的结晶结构 81

2.4.2 甲壳素／壳聚糖及其衍生物的结晶形态 96

2.4.3 壳聚糖及其衍生物的液晶态 101

2.4.4 甲壳素与蛋白质的复合结构 108

2.5 甲壳素／壳聚糖的重要物理性质和指标 108

2.5.1 壳聚糖的玻璃化转变 108

2.5.2 甲壳素／壳聚糖的溶解性 112

2.5.3 甲壳素／壳聚糖中不纯物的测定 117

参考文献 119

第3章 甲壳素／壳聚糖降解产物 127

3.1 引言 127

3.2 甲壳低聚糖的制备方法 127

3.2.1 化学降解法 128

3.2.2 生物降解法 136

3.2.3 物理降解法 142

3.3 分离纯化与表征方法 146

3.3.1 分离纯化方法 146

3.3.2 相对分子质量的测定 146

3.3.3 结构鉴别 147

3.4 甲壳低聚糖衍生物制备方法 148

3.4.1 羧化甲壳低聚糖衍生物 148

3.4.2 酰化甲壳低聚糖衍生物 149

3.4.3 季铵化甲壳低聚糖衍生物 150

3.4.4 席夫碱甲壳低聚糖衍生物 151

3.4.5 甲壳低聚糖复合物 151

3.4.6 其他甲壳低聚糖衍生物 153

3.5 单糖及其衍生物制备方法 154

3.5.1 氨基葡萄糖盐酸盐 155

3.5.2 氨基葡萄糖硫酸盐 156

3.5.3 其他氨基葡萄糖衍生物 156

参考文献 161

第4章 甲壳素／壳聚糖羧化衍生物 169

4.1 引言 169

4.2 羧甲基甲壳素 169

4.3 羧甲基壳聚糖 172

4.3.1 O-羧甲基壳聚糖的制备 173

4.3.2 N-羧甲基壳聚糖的制备 174

4.3.3 N,O-羧甲基壳聚糖的制备 176

4.4 结构分析与性能测定 179

4.4.1 羧甲基壳聚糖的红外光谱 179

4.4.2 羧甲基壳聚糖的X射线衍射 181

4.4.3 羧甲基壳聚糖的NMR 181

4.4.4 羧甲基壳聚糖取代度的测定 183

4.4.5 取代基团的分布与特性 186

4.5 其他羧基化壳聚糖衍生物 187

4.5.1 羧乙基壳聚糖 187

4.5.2 羧丙基壳聚糖 191

4.5.3 其他羧化壳聚糖衍生物 192

4.6 双取代羧化壳聚糖衍生物 195

4.6.1 O-羧甲基-N-琥珀酰壳聚糖 195

4.6.2 O-羧甲基-N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖 196

4.6.3 （2-羟基-3-丁氧基）丙基-羧甲基壳聚糖 197

参考文献 200

第5章 甲壳素／壳聚糖酰化衍生物 204

5.1 引言 204

5.2 甲壳素脱乙酰化 204

5.2.1 α-甲壳素脱乙酰化 204

5.2.2 β-甲壳素脱乙酰化 214

5.2.3 甲壳素脱乙酰化结构表征 217

5.3 甲壳素酰化衍生物 221

5.3.1 酸酐酰化甲壳素衍生物 221

5.3.2 酰氯酰化甲壳素衍生物 224

5.4 壳聚糖酰化衍生物 226

5.4.1 N-酰化壳聚糖衍生物 226

5.4.2 O-酰化壳聚糖衍生物 233

5.4.3 N,O-酰化壳聚糖衍生物 235

5.5 酰化产物的溶解性能 239

参考文献 240

第6章 甲壳素／壳聚糖烷基化和季铵盐衍生物 244

6.1 引言 244

6.2 烷基化和季铵盐甲壳素衍生物 244

6.2.1 烷基化甲壳素衍生物 244

6.2.2 甲壳素季铵盐衍生物 246

6.3 烷基化壳聚糖衍生物 247

6.3.1 O-烷基化壳聚糖衍生物 247

6.3.2 N-烷基化壳聚糖衍生物 249

6.3.3 N,O-烷基化壳聚糖衍生物 255

6.4 壳聚糖季铵盐衍生物 256

6.4.1 卤代法壳聚糖季铵盐衍生物 256

6.4.2 季铵盐法壳聚糖季铵盐衍生物 257

参考文献 264

第7章 甲壳素／壳聚糖羟基化和糖类衍生物 267

7.1 引言 267

7.2 羟基化甲壳素衍生物 267

7.2.1 羟基化甲壳素衍生物 267

7.2.2 甲壳素糖类衍生物 270

7.3 羟基化壳聚糖衍生物 274

7.3.1 羟乙基壳聚糖 274

7.3.2 羟丙基壳聚糖 275

7.3.3 其他羟基壳聚糖衍生物 278

7.4 壳聚糖糖类衍生物 281

7.4.1 单取代壳聚糖糖类衍生物 281

7.4.2 双取代壳聚糖糖类衍生物 287

参考文献 292

第8章 甲壳素／壳聚糖的其他衍生物 296

8.1 引言 296

8.2 氧化反应 296

8.2.1 甲壳素氧化反应 296

8.2.2 壳聚糖氧化反应 297

8.3 交联反应 298

8.3.1 壳聚糖交联反应 298

8.3.2 壳聚糖衍生物交联反应 301

8.4 酯化衍生物 307

8.4.1 硫酸酯化反应 307

8.4.2 磷酸酯化衍生物 316

8.5 其他类型甲壳素／壳聚糖衍生物 319

8.5.1 甲壳素／壳聚糖硅烷化衍生物 319

8.5.2 壳聚糖树形衍生物 321

参考文献 326

第9章 甲壳素／壳聚糖的接枝反应 331

9.1 引言 331

9.2 自由基接枝聚合反应机理 332

9.2.1 Ce4+引发接枝聚合 332

9.2.2 过硫酸盐引发接枝聚合 334

9.2.3 Fenton试剂引发接枝聚合 337

9.2.4 光引发接枝聚合 338

9.2.5 其他自由基引发接枝聚合 339

9.3 自由基接枝聚合 342

9.3.1 丙烯腈 343

9.3.2 甲基丙烯酸酯 345

9.3.3 丙烯酸及甲基丙烯酸 358

9.3.4 丙烯酰胺 370

9.3.5 N-异丙基丙烯酰胺 374

9.3.6 乙烯基吡咯烷酮 378

9.3.7 黏土存在下的自由基接枝共聚 380

9.3.8 其他单体 386

9.4 偶合接枝共聚 391

9.4.1 聚乙二醇 392

9.4.2 聚乳酸 398

9.4.3 其他 399

9.5 定位接枝聚合 405

9.5.1 邻苯二甲酰化保护氨基的定位接枝 405

9.5.2 席夫碱氨基保护定位接枝 413

9.6 缩合接枝聚合 416

9.6.1 溶液缩合法 416

9.6.2 开环缩合法 416

9.7 与特殊结构化合物的接枝反应 419

9.7.1 环糊精接枝产物 420

9.7.2 冠醚接枝产物 425

9.7.3 杯芳烃接枝产物 426

9.7.4 其他分子接枝产物 428

参考文献 431

第10章 壳聚糖及其衍生物复合物 443

10.1 引言 443

10.2 壳聚糖／黏土复合物 444

10.2.1 壳聚糖／蒙脱土复合物 444

10.2.2 壳聚糖／累托石复合物 461

10.2.3 壳聚糖／锂皂石复合物 467

10.2.4 壳聚糖／海泡石复合物 468

10.2.5 壳聚糖／高岭土复合物 471

10.2.6 壳聚糖／其他黏土复合物 471

10.3 壳聚糖／无机复合物 472

10.3.1 壳聚糖／SiO2复合物 473

10.3.2 壳聚糖／羟基磷灰石复合物 479

10.3.3 壳聚糖／Fe3O4复合物 494

10.3.4 壳聚糖／其他金属氧化物复合物 499

10.4 壳聚糖／有机高分子复合物 506

10.4.1 壳聚糖／天然高分子复合物 506

10.4.2 壳聚糖／合成高分子复合物 515

10.5 壳聚糖／碳纳米管复合材料 521

10.5.1 壳聚糖／碳纳米管复合材料的制备方法 522

10.5.2 壳聚糖／碳纳米管的复合机理 533

10.5.3 壳聚糖／碳纳米管的应用 534

10.5.4 壳聚糖／碳纳米管应用展望 540

10.6 壳聚糖／其他复合物 541

10.6.1 壳聚糖／脂质体复合物 541

10.6.2 壳聚糖／胰岛素复合物 542

10.6.3 壳聚糖／DNA复合物 542

参考文献 544

第11章 壳聚糖及其衍生物与金属离子的作用 554

11.1 引言 554

11.2 壳聚糖与金属离子的作用 554

11.2.1 壳聚糖对金属离子的吸附 554

11.2.2 交联壳聚糖对金属离子的吸附 563

11.2.3 壳寡糖对金属离子的吸附 566

11.2.4 氨基葡萄糖与金属离子的配位 567

11.3 壳聚糖衍生物对金属离子吸附 569

11.3.1 N-壳聚糖衍生物 569

11.3.2 O-壳聚糖衍生物 571

11.3.3 N,O-壳聚糖衍生物 574

11.3.4 含杂原子壳聚糖衍生物 575

11.4 特殊结构壳聚糖衍生物对金属离子的吸附 580

11.4.1 冠醚壳聚糖衍生物 580

11.4.2 环糊精壳聚糖衍生物 583

11.4.3 杯芳烃壳聚糖衍生物 583

11.4.4 其他壳聚糖衍生物 584

11.5 壳聚糖及其衍生物吸附机理 585

11.5.1 壳聚糖及其衍生物吸附机理 585

11.5.2 壳聚糖及其衍生物配位结构 586

参考文献 589