Узнай стоимость на индивидуальную работу!
  • Цены в 2-3 раза ниже
  • Мы работаем 7 дней в неделю
  • Только проверенные эксперты

Биоактивные производные хитозана

Тип Реферат
Предмет Химия
ID (номер) заказа 1401
Поделиться
Просмотров 681
Скачиваний 109
Размер файла 107.66 KB
Скачать

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-β-D-глюкопиранозамин (рис. 1).

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.

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.

2. Биоактивные производные хитозана

2.1 Противобактериальное действие четвертичных аммониевых солей хитозана

Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников. Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителям, и они предложат цены.
Гарантия возврата денег
Вернем 100% стоимости, если
что-то пойдет не так
Доработки и консультации бесплатны
Выполняются в максимально короткие сроки
Гарантия на работу
В течение 30 дней вы можете обратиться за бесплатными доработками по заказу
Гарантия результата
сопровождаем ваш заказ от начала
и до сдачи работы
Отзывы студентов о нас 👍
231 209 оценок
среднее 4.8 из 5
Дмитрий
РГУ
Обратился в сервис StudFAQ впервые. Заказал диплом. Понравилось, что автор всегда оставался на связи. Это помогло, так как по ходу написания требовалось внести довольно много изменений. Дипломный проект был готов раньше оговоренного срока, был оформлен по методичке (предварительно она была отослана автору), стоимость диплома вышла намного дешевле, чем я предполагал. Кроме этого, сделал заказ презентации по дипломному проекту. Ее сделали точно по моему диплому, смотрелась она отлично. На защите комиссия особое внимание как раз презентации и уделила.
Олеся
Южный институт менеджмента
Мне очень понравилось сотрудничать с сайтом StudFAQ. Решила обратиться за написанием курсовой по экономике по совету подруги, которая уже несколько лет заказывает здесь университетские работы. Курсовая у меня хоть и не была самой сложной, но требовала много времени. Приятно удивила цена, так как сделать это же на нашей кафедре стоит на порядок дороже. К тому же мой заказ выполнили очень быстро. Как и было оговорено, курсовая была выполнена по методическим рекомендациям, аккуратно, и на твердую четверку. В целом своим заказом я очень довольна и смогла очень просто защитить ее. Ведь пока писалась работа, у меня была возможность повторить уйму теории, которую обычно дополнительно спрашивают на защите.
Ярослав
УФУ
Уже не первый раз обращаюсь за помощью к StudFAQ. Мне приходится работать. Но и бросать учебу не хочется, так как в сейчас большое значение играет наличие диплома о высшем образовании. Но тратить много времени на учебу просто нет возможности, поэтому уже полтора года я заказываю контрольные, презентации, курсовые и многое другое на этом сайте. Ни разу меня не подвели, даже если мой заказ требовалось выполнить срочно. Я всегда доволен результатами и не раз рекомендовал сервис своим знакомым, которые учатся на заочном. Все остались довольны.
Кристофер
ВШЭ
Сервис StudFAQ мне порекомендовали однокурсники. После того, как на учебе случился полный завал, решилась заказать контрольную. Не была сперва уверена, что все действительно пройдет так хорошо, как говорят остальные. Но ошиблась, мою контрольную по иностранному языку выполнили без единой ошибки и довольно быстро, не смотря на высокую сложность. А стоимость вышла мне намного меньше, чем я предполагала. Выражаю благодарность сервису. Обязательно буду обращаться сюда еще.
Максим
СПбПУ
Уже год, как обращаюсь за помощью к сервису StudFAQ, но отзыв решила оставить только сейчас. Заказывать пришлось много всего: контрольные, презентации, рефераты, задачи. Все работы были сделаны идеально, лично я дополнительно проверила их на плагиат. Но все имело высокий процент уникальности. Авторы, которые занимались выполнением заказов, всегда вносили необходимые корректировки, по необходимости. Многие заказы были выполнены на несколько дней раньше. А вот по оплате, то здесь вопросов нет никаких. На сайте StudFAQ цены намного ниже, чем предлагают на остальных сервисах. Поэтому смело заказывайте здесь работы для студентов.
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту! 🙂
Качественно, в обозначенный срок и с гарантией 30 дней на доработки.
Узнать стоимость