基于磺酸基酸性离子液体的壳聚糖协同溶解作用机制研究任务书
2020-05-06 16:49:48
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
壳聚糖(Chitosan)是由甲壳素经过脱乙酰作用得到的天然高分子,化学名称为β(1-4)-2-氨基-β-D葡聚糖。壳聚糖在自然界中含量丰富,原料易得,具有良好的生物相容性、抗菌性和生物降解性。因此,壳聚糖在水质改善,化妆品,药物载体、制药、生物医学与遗传病治疗方面具有很大的应用。此外,再生的壳聚糖膜也广泛应用于食品工业,纺织工业以及环保等领域。然而,壳聚糖分子中存在大量的氢键作用,导致壳聚糖抗润胀、溶解性差,在常规有机溶剂中的溶解性极差,极大地限制了壳聚糖的广泛应用。尽管在目前的报道中提出壳聚糖可以溶解在三氟乙酸、有机酸(醋酸)、六氟异丙醇中,但是这些溶剂基本都具有较强的挥发性,毒性或腐蚀性。此外,使用有机酸的水溶液来溶解壳聚糖时,溶解后的酸必须使用碱性溶液进行处理。并且由于肽或者蛋白质药物以及遗传物质与抗癌药物等生物活性剂可能会受到酸的影响,使用有机酸的水溶液作为溶剂极大地限制了壳聚糖作为药物载体方面的应用。因此,寻找一种新型的、高效的环境友好型溶剂来溶解壳聚糖,研究壳聚糖溶液性质,并通过简单的处理方法制备再生壳聚糖,阐明壳聚糖与溶剂之间的分子作用机制,将极大地推动壳聚糖的产业化、工厂化。
离子液体(Ionic Liquids, ILs)是一类极具应用前景的绿色溶剂,应用广泛。离子液体具有蒸气压低,不易挥发,不易燃,稳定性好,对无机物、有机物都有良好的溶解性等优良特性。目前大量研究发现离子液体可以很好地溶解纤维素,其中许多离子液体已经被应用到实际生产。然而,利用离子液体作为溶剂溶解壳聚糖的研究却较少且不充分,对于其中的溶解机理也缺乏数据支撑。更重要的是,在目前的研究中还未设计出一种溶解条件很温和,溶解效率很高的溶剂体系来溶解壳聚糖。基于以上讨论,提出磺酸基酸性离子液体溶剂体系协同溶解壳聚糖的方法。
以1-甲基咪唑、1-丁基咪唑、丙基磺酸内酯为原料,制备得到了含磺酸根的酸性离子液体,探索并得出该溶剂体系溶解壳聚糖(本研究选用高分子量壳聚糖)的溶解条件(包括溶剂浓度,溶解温度,溶解时间等);测试壳聚糖在该溶剂体系中的溶解度,研究溶剂体系-壳聚糖的溶液性质,从宏观角度阐述磺酸基酸性离子液体溶剂体系与壳聚糖的分子作用机理。2. 参考文献
1.himmler, s., a. kouml;nig, and p. wasserscheid, synthesis of [emim]oh via bipolar membrane electrodialysis #8211; precursor production for the combinatorial synthesis of [emim]-based ionic liquids. green chemistry, 2007. 9(9): 935.
2.chandran, a., k. prakash, and s. senapati, structure and dynamics of acetate anion-based ionic liquids from molecular dynamics study. chemical physics, 2010. 374(1-3): 46-54.
3.chen, q., et al., influence of anionic structure on the dissolution of chitosan in 1-butyl-3-methylimidazolium-based ionic liquids. green chemistry, 2011. 13(12): 3446.
3. 毕业设计(论文)进程安排
起讫日期 |
设计(论文)各阶段工作内容 |
备 注 |
2018.11.15 |
确定论文题目 |
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2018.11.15#8212;2019.1.13 |
查找资料、完成开题报告 |
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2019.2.26#8212;2019.3.16 |
准备实验 |
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2019.3.16#8212;2019.5.25 |
完成实验 |
|
2019.5.25#8212;2019.6.1 |
完善实验、完成初稿 |
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2019.6.1#8212;2019.6.8 |
论文修改 |
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2019.6.11#8212;2019.6.16 |
论文答辩 |
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