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
Психологический анализ деятельности
Показатели качества товара. Пути повышения конкурентоспособности
Механика от Аристотеля до Ньютона
ҮНДІСТАН


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ