Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Биоактивные производные хитозана



 Другие рефераты
Бетон Билеты по химии Биологическая роль аминокислот Биологическая роль железа

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РАСТИТЕЛЬНЫХ
                                  ПОЛИМЕРОВ

       ОТЧЕТ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ПРАКТИКЕ

                      Биоактивные производные хитозана

                                    ПРОВЕРИЛ: С.Н.С., K.Х.H.
                                    ЛЮДМИЛА АЛЕКСАНДРОВНА НУДЬГА
                                    Институт высокомолекулярных соединений
                                    Российской академии наук

                                    ВЫПОЛНИЛ: СТ. ГР. 156
                                    ЕКИМОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

                            САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004


                                1 Вступление
                  1.1 Хитозан – природный полимер XXI века
      Уникальные свойства хитина и  хитозана  привлекают  внимание  большого
числа специалистов самых  разных  специальностей.  Роль  полимеров  в  нашей
жизни  является  общепризнанной,  и  все  области  их  применения  в   быту,
промышленном производстве, науке,  медицине,  культуре  трудно  даже  просто
перечислить. Если до XX века человеком  использовались  полимеры  природного
происхождения  –  крахмал,  целлюлоза  (дерево,  хлопок,   лен),   природные
полиамиды (шелк), природные полимерные смолы на основе  изопрена  –  каучук,
гуттаперча, то развитие химии органического синтеза  в  XX  веке  привело  к
появлению в различных областях деятельности человека огромного  разнообразия
полимеров синтетического происхождения – пластмасс, синтетических волокон  и
т.п. Происшедший технологический прорыв не только кардинально  изменил  нашу
жизнь, но и породил массу проблем, связанных с охраной здоровья  человека  и
защитой окружающей среды.
      Поэтому закономерным является большой интерес науки и промышленности к
поиску и использованию полимеров природного происхождения, таких  как  хитин
и хитозан.  Эти  полимеры  обладают  рядом  интереснейших  свойств,  высокой
биологической активностью и совместимостью с тканями  человека,  животных  и
растений, не загрязняют окружающую среду,  поскольку  полностью  разрушаются
ферментами  микроорганизмов,   могут   широко   применяться   в   проведении
природоохранных мероприятий.
В настоящее время известно  более  70  направлений  использования  хитина  и
хитозана в различных отраслях промышленности, наиболее  важными  из  которых
во всем мире признаны:
медицина – в качестве средства борьбы с ожирением,  связывания  и  выведения
из  организма  холестерина,  профилактики  и   лечения   сердечно-сосудистых
заболеваний,   производства   хирургических   нитей,   искусственной   кожи,
лекарственных форм антисклеротического, антикоагулянтного  и  антиартрозного
действия, диагностики и лечения злокачественных опухолей и язвы желудка;
пищевая промышленность – в качестве загустителя и структурообразователя  для
продуктов диетического питания.
 
                 1.2 История создания и применения хитозана
      Полимеры этой  группы  заинтересовали  ученых-химиков  почти  200  лет
назад. Хитин был открыт в 1811 году (H. Braconnot, A. Odier),  а  хитозан  в
1859 году (С. Rouget), хотя свое нынешнее название получил в 1894  году  (F.
Hoppe-Seyler). В первой половине XX века к  хитину  и  его  производным  был
проявлен заслуженный интерес,  в  частности,  к  нему  имели  отношение  три
Нобелевских лауреата: Е. Fischer (1903) cинтезировал глюкозамин,  P.  Karrer
(1929) провел деградацию хитина с помощью хитиназ и, наконец,  W.N.  Haworth
(1939) установил абсолютную конфигурацию глюкозамина.
Биологически активные свойства  хитина  и  его  производного  –  хитозана  -
начали изучаться  в  1940-50  годах.  В  Советском  Союзе  эти  исследования
проводились учреждениями Министерства обороны  и  имели  закрытый  характер.
Последнее  было  связано  со  способностью  хитозана  эффективно   связывать
радиоактивные  изотопы  и  тяжелые  металлы,  поэтому  хитозан  исследовался
прежде  всего  как  эффективный  радиопротектор  и  детоксикант,   а   также
исследовались  возможности  применения  его   для   дезактивации   объектов,
подвергавшихся радиоактивному заражению.
      Новый всплеск интереса к производным хитина и, в  частности,  хитозану
произошел в 70-е годы, когда результаты исследований этих соединений  начали
появляться  в  открытой  печати.  Проведенные  во  всем  мире   исследования
показали уникальные сорбционные свойства хитозана.  Обнаружилось  отсутствие
выраженной субстратной специфичности этого вещества, что  означает  примерно
одинаковую  способность  связывать  как  гидрофильные,  так  и   гидрофобные
соединения.  Кроме  того,   у   хитозана   были   обнаружены   ионообменные,
хелатообразующие и комплексообразующие свойства. В дальнейших  исследованиях
была  показана   антибактериальная,   антивирусная   и   иммуностимулирующая
активность.   Комплексные   формы   хитозана   также    проявляют    высокие
антиоксидантные свойства, что нашло свое применение  в  лечении  заболеваний
желудочно-кишечного тракта, в лечении механической и ожоговой травмы.
О большом интересе к проблемам изучения этих биополимеров, технологии их
получения и использования свидетельствуют восемь международных конференций
по хитину и хитозану, проведенных за последние 27 лет: США (1977), Япония
(1982), Италия (1985), Норвегия (1988), США (1991), Польша (1994), Франция
(1997)
      В России за прошедшие годы хитину  и  хитозану  были  посвящены   семь
конференций: Владивосток (1983), Мурманск (1987), Москва (1991,  1995,  1999
и 2001),  Санкт-Петербург  2003,  из  которых  две  последних  имели  статус
международных. Весной 2000 года было создано Российское Хитиновое  Общество,
объединившее более 50 региональных отделений.
      Все это говорит о нарастающем интересе к хитину и хитозану  не  только
химиков, но и специалистов  самого  разного  профиля  –  медиков,  биологов,
микробиологов и биотехнологов.

            1.3 Химическое строение и свойства хитина и хитозана
      Хитин является главным компонентом панцирей ракообразных и  насекомых.
По химической структуре  он  относится  к  полисахаридам,  мономером  хитина
является N-ацетил-1,4-?-D-глюкопиранозамин (рис. 1).
 [pic]
Рис. 1 Химическая структура хитина.
      При  деацетилировании  хитина  получается   хитозан.   По   химической
структуре  хитозан  является   сополимером   D-глюкозамина   и   N-ацетил-D-
глюкозамина.  В  зависимости  от  эффективности   реакции   деацетилирования
получаются  хитозаны  с  различной   степенью  деацетилирования  .   Степень
деацетилирования показывает процентное содержание D-глюкозамина  в  молекуле
хитозана, т.е. если речь идет о хитозане со степенью  деацетилирования  85%,
то это означает, что  в  молекуле  хитозана  в  среднем  содержится  85%  D-
глюкозаминовых остатков и 15% N-ацетил-D-глюкозаминовых остатков.
 [pic]
Рис.2 Химическая структура хитозана.
      Химические свойства хитозана  связаны  с  его  химической  структурой.
Большое количество свободных аминогрупп в молекуле хитозана  определяет  его
свойство связывать ионы  водорода  и  приобретать  избыточный  положительный
заряд,  поэтому  хитозан  является  прекрасным   катионитом.   Кроме   того,
свободные  аминогруппы  определяют  хелатообразующие  и  комплексообразующие
свойства  хитозана.  Химическая  структура  хитозана  показана   на   рис.2.
Сказанное объясняет способность хитозана связывать и прочно удерживать  ионы
металлов (в частности радиоактивных изотопов и токсичных элементов) за  счет
разнообразных химических и электростатических взаимодействий.
Большое количество водородных связей, которые способен  образовать  хитозан,
определяют  его  способность  связывать  большое   количество   органических
водорастворимых веществ,  в  том  числе  бактериальные  токсины  и  токсины,
образующиеся в толстом кишечнике в процессе пищеварения.
      С другой стороны, обилие водородных связей между  молекулами  хитозана
приводит  к  его  плохой  растворимости  в  воде,  поскольку   связи   между
молекулами  хитозана  более  прочные,  чем  между  молекулами   хитозана   и
молекулами  воды.  Вместе  с  тем,  хитозан  набухает   и   растворяется   в
органических кислотах – уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной, причем  при
набухании он способен прочно удерживать в своей  структуре  растворитель,  а
также растворенные и взвешенные в нем  вещества     Хитозан  также  способен
связывать предельные углеводороды,  жиры  и  жирорастворимые  соединения  за
счет гидрофобных взаимодействий и сетчатой структуры, что  сближает  его  по
сорбционным механизмам с циклодекстринами.
Расщепление хитина и  хитозана  до  N-ацетил-D-глюкозамина  и  D-глюкозамина
происходит под действием микробных ферментов – хитиназ и  хитобиаз,  поэтому
они полностью биологически разрушаемы и не загрязняют окружающую среду.
Таким  образом,  хитозан   является   универсальным   сорбентом,   способным
связывать огромный спектр веществ  органической  и  неорганической  природы,
что определяет широчайшие возможности его применения в жизни человека.
      Несмотря на огромную литературу о связи сорбционных свойств хитозана с
его химической структурой, нельзя сказать, что исследования в области  химии
хитина/хитозана близки к завершению. Постоянно  открываемые  новые  свойства
этого вещества, в частности, обнаруженная биологическая  активность  еще  не
получила должного объяснения с точки зрения химической структуры.  Имеющиеся
данные, что  характер  биологической  активности  хитозана  зависит  от  его
молекулярного  веса  и  степени  деацетилирования,  нуждаются  в  дальнейшей
проверке  и  изучении.  Этот  обзор  является  тем  более  актуальным,   что
выяснение связи химического строения  и  биологической  активности  позволит
создавать вещества, сохраняющие известные  свойства  хитозана  и  обладающие
новыми полезными качествами.
    
12
скачать работу


 Другие рефераты
Жануарлар арахнозы, протозооздары мен энтомаздары
Разработка плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий на АЗС
Номадалардың ежелгі мәдениеті
Кристаллы в природе


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ