壳聚糖的制备与表征教案.ppt

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1、壳聚糖的制备与表征 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望壳聚糖制备壳聚糖制备壳聚糖制备壳聚糖制备N N2 2壳聚糖表征壳聚糖表征壳聚糖表征壳聚糖表征粘均分子量测定粘均分子量测定粘均分子量测定粘均分子量测定 用天平准确称取约用天平准确称取约用天平准确称取约用天平准确称取约0.20.2g g 壳聚糖，将其溶于少量的混合溶剂中，转移至壳聚糖，将其溶于少量的混合溶剂中，转移至壳聚糖，将其溶于少量的混合溶剂中，转移至壳聚糖，将其溶于少量的混合溶剂中，转移至100m

2、l100ml容量瓶中，并用混合溶剂定容。在容量瓶中，并用混合溶剂定容。在容量瓶中，并用混合溶剂定容。在容量瓶中，并用混合溶剂定容。在2525水浴中恒温，用秒表分别测水浴中恒温，用秒表分别测水浴中恒温，用秒表分别测水浴中恒温，用秒表分别测定混合溶剂、混合溶剂分别加入定混合溶剂、混合溶剂分别加入定混合溶剂、混合溶剂分别加入定混合溶剂、混合溶剂分别加入2ml2ml，6ml6ml，8ml8ml，10ml10ml，12ml12ml壳聚糖溶液壳聚糖溶液壳聚糖溶液壳聚糖溶液在乌氏粘度计中流出的时间。在乌氏粘度计中流出的时间。在乌氏粘度计中流出的时间。在乌氏粘度计中流出的时间。根据公式根据公式根据公式根据公式

3、 r r=t t/t t0 0和和和和 spsp=r r11，计算出，计算出，计算出，计算出 r r和和和和 spsp值。在分别求出值。在分别求出值。在分别求出值。在分别求出 LnLn r r/C C spsp/C C值，绘制值，绘制值，绘制值，绘制 LnLn r r/C C 及及及及 spsp/C C与浓度与浓度与浓度与浓度C C的关系曲线可得到类似下图所示的关系曲线可得到类似下图所示的关系曲线可得到类似下图所示的关系曲线可得到类似下图所示的曲线图。从图中得到特征粘度值的曲线图。从图中得到特征粘度值的曲线图。从图中得到特征粘度值的曲线图。从图中得到特征粘度值。再利用公式：再利用公式：再利用公

4、式：再利用公式：KMKMaa（K=1.81K=1.81101033,a=0.93,a=0.93）测定粘均分子量实验数据测定粘均分子量实验数据 Ct t0 r sp Ln r/C/C sp/C/C混合溶剂混合溶剂+2mlCS混合溶剂+6mlCS 混合溶剂+8mlCS混合溶剂+10mlCS 混合溶剂+12mlCS 图解特征粘度关系曲线图解特征粘度关系曲线图解特征粘度关系曲线图解特征粘度关系曲线 线性电位滴定法测定脱乙酰化度及壳聚糖含量线性电位滴定法测定脱乙酰化度及壳聚糖含量线性电位滴定法测定脱乙酰化度及壳聚糖含量线性电位滴定法测定脱乙酰化度及壳聚糖含量 基本原理基本原理基本原理基本原理 其中：其中

5、：其中：其中：f f（V V）=V VeeV VV Ve e：到达滴定终点时所需的滴定溶液体积（：到达滴定终点时所需的滴定溶液体积（：到达滴定终点时所需的滴定溶液体积（：到达滴定终点时所需的滴定溶液体积（mLmL），），），），V V：滴定溶液的体积（：滴定溶液的体积（：滴定溶液的体积（：滴定溶液的体积（mLmL）；）；）；）；V V0 0：被滴定溶液的体积（：被滴定溶液的体积（：被滴定溶液的体积（：被滴定溶液的体积（mLmL）；）；）；）；c cB B：滴定液的物质的量浓度；：滴定液的物质的量浓度；：滴定液的物质的量浓度；：滴定液的物质的量浓度；K K：酸稳定常数，对于强酸为零；：酸稳定常数

6、，对于强酸为零；：酸稳定常数，对于强酸为零；：酸稳定常数，对于强酸为零；a a（HH3 3OO+）：）：）：）：HH+的活度；的活度；的活度；的活度；c c（HH3 3OO+）：）：）：）：HH+的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；c c（OHOH-）：）：）：）：OHOH-的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；的物质的量的浓度；当用强酸滴定时，因当用强酸滴定时，因当用强酸滴定时，因当用强酸滴定时，因K K=0=0，该公式简化为：，该公式简化为：，该公式简化为：，该公式简化为：VeVe图解法确定滴定终点时滴定剂的体积图解法确定滴定终点时滴定剂

7、的体积图解法确定滴定终点时滴定剂的体积图解法确定滴定终点时滴定剂的体积红外光谱红外光谱红外光谱红外光谱 由于甲壳素脱乙酰化后，其由于甲壳素脱乙酰化后，其由于甲壳素脱乙酰化后，其由于甲壳素脱乙酰化后，其IRIR光谱光谱光谱光谱有明显的变化，这种变化不仅可以作有明显的变化，这种变化不仅可以作有明显的变化，这种变化不仅可以作有明显的变化，这种变化不仅可以作为定性分析的依据，而且有文献报道为定性分析的依据，而且有文献报道为定性分析的依据，而且有文献报道为定性分析的依据，而且有文献报道利用红外光谱还可以对脱乙酰化度进利用红外光谱还可以对脱乙酰化度进利用红外光谱还可以对脱乙酰化度进利用红外光谱还可以对脱乙

8、酰化度进行定量分析。壳聚糖与甲壳素红外光行定量分析。壳聚糖与甲壳素红外光行定量分析。壳聚糖与甲壳素红外光行定量分析。壳聚糖与甲壳素红外光谱的最大差异表现在分子中酰胺键的谱的最大差异表现在分子中酰胺键的谱的最大差异表现在分子中酰胺键的谱的最大差异表现在分子中酰胺键的特征吸收上，在完全脱乙酰化的壳聚特征吸收上，在完全脱乙酰化的壳聚特征吸收上，在完全脱乙酰化的壳聚特征吸收上，在完全脱乙酰化的壳聚糖中约在糖中约在糖中约在糖中约在1655cm1655cm-1-1处的酰胺键特征吸处的酰胺键特征吸处的酰胺键特征吸处的酰胺键特征吸收消失。表明酰胺键已完全水解。部收消失。表明酰胺键已完全水解。部收消失。表明酰胺

9、键已完全水解。部收消失。表明酰胺键已完全水解。部分水解时，此峰强度明显降低。而甲分水解时，此峰强度明显降低。而甲分水解时，此峰强度明显降低。而甲分水解时，此峰强度明显降低。而甲壳素红外光谱中这一特征吸收很显著。壳素红外光谱中这一特征吸收很显著。壳素红外光谱中这一特征吸收很显著。壳素红外光谱中这一特征吸收很显著。热重分析表征热重分析表征热重分析表征热重分析表征 热重分析是物质表征的有效手热重分析是物质表征的有效手热重分析是物质表征的有效手热重分析是物质表征的有效手段之一。通过热重分析可以获得物段之一。通过热重分析可以获得物段之一。通过热重分析可以获得物段之一。通过热重分析可以获得物质在加热时的热

10、分解行为。其结果质在加热时的热分解行为。其结果质在加热时的热分解行为。其结果质在加热时的热分解行为。其结果对于推测物质的组成，物质热分解对于推测物质的组成，物质热分解对于推测物质的组成，物质热分解对于推测物质的组成，物质热分解的动力学行为等许多信息，本实验的动力学行为等许多信息，本实验的动力学行为等许多信息，本实验的动力学行为等许多信息，本实验通过热重分析主要想获得所制的壳通过热重分析主要想获得所制的壳通过热重分析主要想获得所制的壳通过热重分析主要想获得所制的壳聚糖样品中的含水量，以及是否含聚糖样品中的含水量，以及是否含聚糖样品中的含水量，以及是否含聚糖样品中的含水量，以及是否含有或含有多少无

11、机杂质。同时与标有或含有多少无机杂质。同时与标有或含有多少无机杂质。同时与标有或含有多少无机杂质。同时与标准物质的热分解曲线作对照也可表准物质的热分解曲线作对照也可表准物质的热分解曲线作对照也可表准物质的热分解曲线作对照也可表明所制产物的可靠性。明所制产物的可靠性。明所制产物的可靠性。明所制产物的可靠性。TemperatureTemperatureGG元素分析表征元素分析表征元素分析表征元素分析表征 元素分析是测定有机物质分子中元素组成的有效手段。本实验结合热分析结果可以通元素分析是测定有机物质分子中元素组成的有效手段。本实验结合热分析结果可以通元素分析是测定有机物质分子中元素组成的有效手段。

12、本实验结合热分析结果可以通元素分析是测定有机物质分子中元素组成的有效手段。本实验结合热分析结果可以通过元素分析对所制产物的有关元素的组成进行确定。所得结果可与理论值进行对照。（理过元素分析对所制产物的有关元素的组成进行确定。所得结果可与理论值进行对照。（理过元素分析对所制产物的有关元素的组成进行确定。所得结果可与理论值进行对照。（理过元素分析对所制产物的有关元素的组成进行确定。所得结果可与理论值进行对照。（理论值论值论值论值%C%C：39.6339.63；HH：7.387.38；N N：7.907.90）。）。）。）。实验注意事项实验注意事项实验注意事项实验注意事项1 1 实验发现由甲壳素在浓

13、碱作用下水解，如果处理不当，就会使所制得的壳聚糖发实验发现由甲壳素在浓碱作用下水解，如果处理不当，就会使所制得的壳聚糖发实验发现由甲壳素在浓碱作用下水解，如果处理不当，就会使所制得的壳聚糖发实验发现由甲壳素在浓碱作用下水解，如果处理不当，就会使所制得的壳聚糖发黄，最主要的原因是干燥的甲壳素遇到热的浓碱液所致。因此，在浓碱水解甲壳素前用水黄，最主要的原因是干燥的甲壳素遇到热的浓碱液所致。因此，在浓碱水解甲壳素前用水黄，最主要的原因是干燥的甲壳素遇到热的浓碱液所致。因此，在浓碱水解甲壳素前用水黄，最主要的原因是干燥的甲壳素遇到热的浓碱液所致。因此，在浓碱水解甲壳素前用水充分浸泡非常重要。充分浸泡非

14、常重要。充分浸泡非常重要。充分浸泡非常重要。2 2 在水解时充入氮气，以防氧化断链也显得很重要。在水解时充入氮气，以防氧化断链也显得很重要。在水解时充入氮气，以防氧化断链也显得很重要。在水解时充入氮气，以防氧化断链也显得很重要。3 3 由于用粘度法测高聚物分子量的由于用粘度法测高聚物分子量的由于用粘度法测高聚物分子量的由于用粘度法测高聚物分子量的 r r范围为范围为范围为范围为1.1-2.01.1-2.0。在。在。在。在2525时壳聚糖的浓度为时壳聚糖的浓度为时壳聚糖的浓度为时壳聚糖的浓度为0.30.3 1010-3-3-2.0-2.0 1010-3-3gcmgcm-3-3，将会使，将会使，将

15、会使，将会使 r r在在在在1.1-2.01.1-2.0范围内。因为浓度太大时，线性差而影响外推范围内。因为浓度太大时，线性差而影响外推范围内。因为浓度太大时，线性差而影响外推范围内。因为浓度太大时，线性差而影响外推值；浓度太小时，溶液与溶剂的流出时间非常接近，产生较大的系统误差。值；浓度太小时，溶液与溶剂的流出时间非常接近，产生较大的系统误差。值；浓度太小时，溶液与溶剂的流出时间非常接近，产生较大的系统误差。值；浓度太小时，溶液与溶剂的流出时间非常接近，产生较大的系统误差。4 4 4 4 壳聚糖脱乙酰度测定方法较多。而较准确的方法为滴定法。常规的滴定方法由于壳聚糖脱乙酰度测定方法较多。而较准

16、确的方法为滴定法。常规的滴定方法由于壳聚糖脱乙酰度测定方法较多。而较准确的方法为滴定法。常规的滴定方法由于壳聚糖脱乙酰度测定方法较多。而较准确的方法为滴定法。常规的滴定方法由于滴定所需的滴定所需的滴定所需的滴定所需的pHpH范围较大，这样在高范围较大，这样在高范围较大，这样在高范围较大，这样在高pHpH时，壳聚糖由于溶解性降低会沉淀析出，不仅影响时，壳聚糖由于溶解性降低会沉淀析出，不仅影响时，壳聚糖由于溶解性降低会沉淀析出，不仅影响时，壳聚糖由于溶解性降低会沉淀析出，不仅影响滴定时颜色的观察，而且也不利于滴定反应的顺利进行。滴定时颜色的观察，而且也不利于滴定反应的顺利进行。滴定时颜色的观察，而

17、且也不利于滴定反应的顺利进行。滴定时颜色的观察，而且也不利于滴定反应的顺利进行。思考题思考题思考题思考题11粘度法测定壳聚糖分子量时为何在溶液中加入粘度法测定壳聚糖分子量时为何在溶液中加入粘度法测定壳聚糖分子量时为何在溶液中加入粘度法测定壳聚糖分子量时为何在溶液中加入NaClNaCl？22制备壳聚糖时反复洗涤产品时，用自来水洗涤产品可否？为什么？制备壳聚糖时反复洗涤产品时，用自来水洗涤产品可否？为什么？制备壳聚糖时反复洗涤产品时，用自来水洗涤产品可否？为什么？制备壳聚糖时反复洗涤产品时，用自来水洗涤产品可否？为什么？33甲壳素在强碱性溶液中水解制备壳聚糖时应注意那些问题？甲壳素在强碱性溶液中水解制备壳聚糖时应注意那些问题？甲壳素在强碱性溶液中水解制备壳聚糖时应注意那些问题？甲壳素在强碱性溶液中水解制备壳聚糖时应注意那些问题？44线性电位法测定壳聚糖脱乙酰化度有什么优点？线性电位法测定壳聚糖脱乙酰化度有什么优点？线性电位法测定壳聚糖脱乙酰化度有什么优点？线性电位法测定壳聚糖脱乙酰化度有什么优点？