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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NMR181

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