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含硫壳聚糖盐类衍生物的制备及其抗氧化活性研究
孙雪琦
Subtype硕士
2020-05
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院烟台海岸带研究所
Keyword壳聚糖,氨基硫脲盐,锍盐,化学修饰,抗氧化活性
Abstract作为地球上年生物合成量仅次于纤维素的天然多糖,壳聚糖由于资源丰富、可再生、无毒等特点,且具有生物相容性、生物可降解性以及生物活性,如:抑菌活性、抗氧化活性等,引起学术各界的广泛关注。但是,由于壳聚糖分子中的氨基与羟基之间的氢键形成刚性晶体结构的影响,使其难溶于水,影响其本身的生物活性,壳聚糖的应用受到很大限制。为了提高壳聚糖溶解性与生物活性,实现壳聚糖高附加值的利用,可以通过化学修饰的方法对壳聚糖进行改性,得到生物活性优良可满足不同领域需求的壳聚糖衍生物。壳聚糖中含有大量氨基和羟基,利用壳聚糖分子中的这些基团,通过各种分子设计引入其他活性基团,进行化学修饰以改善壳聚糖的物理化学性质与生物活性。在功能化壳聚糖结构的主要化学修饰中,包括N-取代,O-取代,N,O-取代,其中主要的反应有:季铵化、酰化、酯化、席夫碱化、烷基化、羧甲基化等。 本论文通过羧甲基化、酰化反应制备得到壳聚糖反应中间体,将一系列含硫原子的化合物例如氨基硫脲盐、锍盐等活性基团接入壳聚糖分子中,制备了12种含硫壳聚糖盐类衍生物,并通过红外光谱、核磁共振、元素分析等手段对其结构解析鉴定。通过体外抗氧化活性以及细胞毒性试验,最终筛选出抗氧化活性良好、低细胞毒性的壳聚糖衍生物。 为了得到水溶性良好且具有抗氧化活性的羧甲基壳聚糖氨基硫脲盐,首先合成了羧甲基壳聚糖反应物中间体,然后将不同结构的氨基硫脲盐(4-甲基氨基硫脲、硫代氨基脲、4,4,-二甲基-3-氨基硫脲、4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑)接入羧甲基壳聚糖分子中,得到不同结构的羧甲基壳聚糖氨基硫脲盐,并对其进行结构表征鉴定以及抗氧化活性、细胞毒性测试。结果表明,四种壳聚糖氨基硫脲盐的抗氧化活性均优异于壳聚糖,其中在1.6 mg/mL时,壳聚糖氨基硫脲盐清除DPPH自由基的能力均达到90%以上。 之后又利用相同的方法将硫醚修饰到壳聚糖分子链中得到羧甲基壳聚糖锍盐,首先将硫醚类化合物(甲基硫醚、乙基硫醚、丙基硫醚、丁基硫醚)与碘甲烷发生烷基化反应得到不同链长的锍盐,再将锍盐与羧甲基壳聚糖相结合得到羧甲基壳聚糖锍盐,并对其进行结构表征鉴定以及抗氧化活性、细胞毒性测试。结果表明,成功合成具有良好的抗氧化活性的羧甲基壳聚糖锍盐。 最后,利用接枝共聚的方法将硫醚接入壳聚糖分子中,将壳聚糖与溴乙酰氯发生反应得到的溴乙酰壳聚糖反应中间体,将其与硫醚进行烷基化反应,得到不同链长的乙酰化壳聚糖锍盐,并对其进行结构表征鉴定以及抗氧化活性、细胞毒性测试。结果表明,四种乙酰化壳聚糖具有良好的抗氧化活性,在1.6 mg/mL时,含丁锍盐的乙酰化壳聚糖清除超氧阴离子的能力是壳聚糖的1.6倍。 本论文系统地将含硫化合物的活性基团引入壳聚糖分子中,合成了一系列水溶性良好、抗氧化活性优异、低细胞毒性的含硫壳聚糖盐类衍生物,为壳聚糖应用的高附加值开发提供了依据,为新型高分子抗氧化生物制剂提供新思路。
MOST Discipline Catalogue工学::生物工程
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.yic.ac.cn/handle/133337/24224
Collection中科院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
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GB/T 7714
孙雪琦. 含硫壳聚糖盐类衍生物的制备及其抗氧化活性研究[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院大学,2020.
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