Synthesis,characterization,and antioxidant activity of carboxymethyl chitosan derivatives containing sulfonium salt

To improve the solubility and bioactivity of chitosan,a new class of carboxymethyl chitosan derivatives possessing sulfonium salts was successfully designed and synthesized,including Methyl sulfi de carboxymethyl chitosan(MCMCS),Ethyl sulfi de carboxymethyl chitosan(ECMCS),Propyl sulfi de carboxymethyl chitosan(PCMCS),and Butyl sulfi de carboxymethyl chitosan(BCMCS).To determine the structure of the new class of the derivatives,methods of the Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),^(1)H nuclear magnetic resonance spectrometer(^(1)H NMR),and^(13)C nuclear magnetic resonance spectrometer(^(13)C NMR)were used.Moreover,the antioxidant activity of the derivatives for three types of free radicals,i.e.,hydroxyl radical,superoxide radical,and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)radical was evaluated in vitro.In addition,the L929 cells were adopted to test the cytotoxicity of chitosan and its derivatives by CCK-8 assay.The class of the carboxymethyl chitosan derivatives showed a strong scavenging ability against the three free radicals at 1.6 mg/mL,with scavenging rate of over 70%and some up to 100%.At this high rate,the overall cell viability in the toxicity test reached more than 80%,indicating that the synthetic derivative had a little cytotoxicity.The results show that the introduction of carboxymethyl group to chitosan increased the water-solubility of chitosan,and the combination of sulfonate ions with diff erent chain lengths further enhanced the antioxidant activity of chitosan.Therefore,the sulfonium-containing carboxymethyl chitosan derivatives had excellent bioactivity with good application prospects in food,biomedicine,and medical fi elds.

羧甲基壳聚糖在口腔组织工程中的应用

背景:作为天然生物材料壳聚糖的一种衍生物,羧甲基壳聚糖具有独特的水溶性、成膜性、缓释性,在组织工程领域具有广阔的应用前景。目的:综述羧甲基壳聚糖相较于壳聚糖的优势以及在口腔组织再生方面的应用。方法:利用计算机检索PubMed、中国知网数据库相关文献,中文检索词“羧甲基壳聚糖AND组织工程,羧甲基壳聚糖AND口腔医学”,英文检索词“carboxymethyl chitosan AND tissue engineering,carboxymethyl chitosan AND(dentistry OR stomatology)”,检索时限为2006年1月至2021年10月,通过阅读和分析文献进行初步筛选,以排除重复文献和低相关性文献,最终纳入文献51篇进行结果分析。结果与结论:羧甲基壳聚糖作为一种具有良好生物相容性、可降解的无毒材料,在骨组织再生、牙体组织再生、牙周组织再生方面已取得理想的进展。羧甲基壳聚糖相比壳聚糖具有更好的水溶性、成膜性和离子结合性,这极大扩展了其在口腔组织工程的应用。羧甲基壳聚糖单独使用可发挥抗菌效果,促细胞增殖、分化,或是作为支架材料、水凝胶、改性材料与生物活性成分和生长因子联合使用均达到了预期的实验效果。

O-羧甲基壳聚糖的吸湿、保湿性研究

目的:考察自制O-羧甲基壳聚糖的吸湿,保湿性能。方法:以甘油,山梨醇为对照,采用称量法测定样品的吸湿率和水分残存率,研究自制O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)的吸湿性和保湿性能,并与N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CMC),水溶性壳聚糖(CTS),壳聚糖盐酸盐(CTS·HCl)等壳聚糖及其他羧甲基壳聚糖衍生物进行比较。结果:48 h后O-CMC,N,O-CMC,CTS,CTS·HCl及甘油,山梨醇在相对湿度(RH)43%条件下的吸湿率分别为9%,11.7%,8.7%,6.78%,3.2%和1.1%;在RH82%条件下的吸湿率分别为42.2%,40.6%,35.32%,31.4%,24.4%和1.2%;在相对湿度RH43%条件下的水分残存率分别为159%,126%,124%,107%,93%和13%;在干硅胶条件下的水分残存率分别为68%,84%,66%,60%,27%和11%。结论:O-CMC的吸湿性和保湿性能均优于壳聚糖及其他羧甲基壳聚糖衍生物,具有良好的吸湿,保湿性。

羧甲基壳聚糖-PEG双缩水甘油醚凝胶微球的制备与表征

Carboxymethylchitosan(CMCTS)-Poly(ethylene glycol) bisglycidyl ether(PEGB) microspheres(CMCP) is prepared and characterized . The CMCP microspheres is made by crosslinking CMC with crosslinking agent poly(ethylene glycol) bisglycidyl ether through electrostatic droplet generator. The characteristics of the microsphere are evaluated by Fourier-transformed infrared(FTIR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy,differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. CMCTS crosslink with PEGB through–NH2 group. The title microspheres could be used as adsorbent for blood purification.

壳聚糖及其衍生物抗菌性能的研究进展

就近年来对壳聚糖及其衍生物抑菌性能的研究进展予以综述,主要针对影响壳聚糖抑菌效果的影响因素(分子量、脱乙酰度、浓度、pH值以及菌株种类)以及抑菌机理进行分析。另外还对壳聚糖的衍生物的抑菌性能的研究进展进行综述。

新型含胍基和季铵基团壳聚糖衍生物的合成

N,N-二甲基-1,3-丙二胺与单氰胺经亲核加成反应制得中间体N,N-二甲基-N'-胍基-1,3-丙二胺(2);以壳聚糖为起始原料,依次与氯乙酸、环氧氯丙烷经取代反应制得N-(1-羟基-3-氯丙基)-羧甲基壳聚糖(4);4与2经季铵化反应合成了一系列含有胍基和季胺基团的羧甲基壳聚糖衍生物(5),其结构经1H NMR,IR和元素分析表征。研究了反应配比[γ=m(2)∶m(4)]和反应时间对5取代度的影响,结果表明,当γ为3∶1,反应时间为10 h时,取代度最高(73%)。

O-羧甲基壳聚糖的制备及波谱分析

壳聚糖与氯乙酸在氢氧化钾-异丙醇介质中作用,制备O-羧甲基壳聚糖。研究了反应温度、壳聚糖与氯乙酸质量比、氢氧化钾与氯乙酸质量比对反应产物结构的影响。壳聚糖与氯乙酸、氢氧化钾与氯乙酸的质量比分别在2∶1及2.3∶1时,室温下反应5h可得到较高取代度的O-羧甲基壳聚糖。采用红外光谱扫描法及X光电子能谱分析法对产物结构进行了表征。

羧甲基壳聚糖硫代衍生物的制备及其在油田回注水中对Q235B碳钢的缓蚀性能研究

通过引入疏水部分成为表面活性聚合物,进一步改性羧甲基壳聚糖,合成活性较高的羧甲基壳聚糖硫代衍生物;利用红外光谱(FT-IR)对合成产物进行表征,用失重实验和电化学实验研究了羧甲基壳聚糖(cmch)和羧甲基壳聚糖硫代衍生物(thio-cmch)对Q235B钢在60℃下油田回注水的缓蚀性能,并用热台显微镜对金属腐蚀形貌进行分析。结果表明,cmch随含量的增加先增大后趋于平缓,在200mg/L时缓蚀率最大为87.81%;thiocmch随含量增加逐渐趋于平缓,在300mg/L时缓蚀率最大为93.89%;cmch和thio-cmch在碳钢表面的吸附遵循Langmuir规律,为自发进行的混合型缓蚀剂。

羧甲基壳聚糖硫代衍生物的复配剂对Q235B碳钢的缓蚀性能研究

通过引入疏水部分成为表面活性聚合物,进一步改性羧甲基壳聚糖,合成活性较高的羧甲基壳聚糖硫代衍生物同时利用油酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料合成了油酸咪唑啉季铵盐(OI);利用红外光谱(FTIR)对合成产物进行表征,用腐蚀试验和电化学实验研究了OI,羧甲基壳聚糖硫代衍生物(thio-cmch)以及其复配时对Q235B钢在60℃下油田回注水的缓蚀性能,并用热台显微镜对金属腐蚀形貌进行分析。结果表明:OI随质量浓度的增加先增大后趋于平缓,在质量浓度为300mg/L时缓蚀率最大为84.97%;thio-cmch随含量增加逐渐趋于平缓,在质量浓度为300mg/L时缓蚀率最大为92.89%;OI和thio-cmch在碳钢表面的吸附遵循Langmuir规律,为自发进行的混合型缓蚀剂;OI和thio-cmch通过竞争吸附和协同效应大幅度提高了缓蚀效率,当以质量浓度比100∶200复配时,缓蚀效率达到95.69%。

Ca/Zn-纳米羧甲基壳聚糖的光谱分析

以壳聚糖为原料,经羧甲基化、纳米化与Ca^(2+)、Zn^(2+)复合制备出纳米羧甲基壳聚糖含钙、锌复合物,采用红外光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜等光学手段对样品进行结构表征,考察了复合物的凝血、止血性能。结果表明:纳米羧甲基壳聚糖结构中含有磷酸盐结构,Ca/Zn-纳米羧甲基壳聚糖结构中含有Ca^(2+)与Zn^(2+),Ca^(2+)和Zn^(2+)与纳米羧甲基壳聚糖成功复合;复合物的结晶性下降、溶解性提高、形貌均匀圆整,且凝血、止血时间明显缩短;Ca-纳米羧甲基壳聚糖比Zn-纳米羧甲基壳聚糖结构更稳定,凝血、止血效果更好。

离子色谱法检测羧甲基壳聚糖中二甘醇酸

目的:建立离子色谱法测定羧甲基壳聚糖中有害物质二甘醇酸。方法:采用IonPac AS 9-HC色谱柱(250 mm×4mm),以12 mmoL.L-1碳酸钠溶液作为淋洗液,等度洗脱,流速为1.0 mL·min-1,抑制电导检测器。结果:二甘醇酸在2.05～51.2μg.mL-1范围内线性关系良好(r=0.9999);平均回收率(n=6)为98.8%,RSD为1.2%。医用羧甲基壳聚糖原料中含有一定量的二甘醇酸。结论:本方法准确,灵敏度高,重复性好,无污染,可用于医用羧甲基壳聚糖原料的质量控制。