具有化學(xué)功能的精細(xì)高分子化學(xué)品-北京化工大學(xué)工會(huì)

1、生物材料制備與加工課程名稱(chēng)：生物材料制備與加工授課教師：石淑先工作院系：材料科學(xué)與工程學(xué)院課程性質(zhì)：學(xué)科方向必修課授課專(zhuān)業(yè)：生物功能材料授課對(duì)象：本科三年級(jí)（下）學(xué)生教材：生物材料制備與加工，石淑先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2009.8教學(xué)網(wǎng)站：北京化工大學(xué)教育學(xué)習(xí)網(wǎng)第2章天然生物高分子材料【課時(shí)安排】2.1 概述0.5學(xué)時(shí)2.2 甲殼素與殼聚糖3.5學(xué)時(shí)2.3 膠原蛋白與明膠2.0學(xué)時(shí)【教學(xué)目標(biāo)】通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握天然多糖（甲殼素與殼聚糖）、天然蛋白（膠原蛋白與明膠）的制備原理和工藝，并能對(duì)其他天然生物高分子材料的制備舉一反三。【掌握內(nèi)容】1 .甲殼素與殼聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能特征、制備原理、制備工

2、藝、質(zhì)量控制；高黏度殼聚糖和高脫乙酰度殼聚糖的工藝控制方法；特種甲殼素和殼聚糖的改性方法。2 .膠原蛋白化學(xué)結(jié)構(gòu)、制備工藝；明膠化學(xué)結(jié)構(gòu)、堿法工藝及質(zhì)量控制?！臼煜?nèi)容】1 .熟悉天然生物高分子材料的分類(lèi)、來(lái)源和性質(zhì)。2 .熟悉天然生物高分子材料在生物學(xué)上的應(yīng)用和發(fā)展。【了解內(nèi)容】1 .天然生物高分子材料國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及學(xué)科發(fā)展前沿。2 .纖維素、透明質(zhì)酸、肝素、蜘蛛絲的性質(zhì)、應(yīng)用及發(fā)展?！窘虒W(xué)難點(diǎn)相應(yīng)的教學(xué)策略】教學(xué)難點(diǎn)：1.對(duì)原材料天然結(jié)構(gòu)的理解。2.對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。教學(xué)策略：1 .通過(guò)多媒體演示加深對(duì)材料結(jié)構(gòu)的理解，并由此提出天然生物高分子材料的制備原理。2 .從實(shí)踐中提出問(wèn)題。3 .

3、通過(guò)基礎(chǔ)化學(xué)理論知識(shí)在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，將理論和實(shí)際相結(jié)合，綜合考慮制備工藝、質(zhì)量控制、性價(jià)比、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題?！窘虒W(xué)手段】課堂講授和提問(wèn)討論，輔以多媒體幻燈圖片及實(shí)例【參考書(shū)】1.石淑先.生物材料制備與加工，化學(xué)工業(yè)出版社，20092,顧其勝，侯春林，徐政.實(shí)用生物醫(yī)用材料學(xué)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20053.郭圣榮.醫(yī)藥用生物降解性高分子材料，化學(xué)工業(yè)出版社，20044,蔣挺大,甲殼素，化學(xué)工業(yè)出版社，20035,蔣挺大,殼聚糖，化學(xué)工業(yè)出版社，20076,徐潤(rùn)，粱慶華,明膠的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)，中國(guó)輕工業(yè)出版社，1988【推薦的相關(guān)學(xué)術(shù)期刊】?BiomaterialsJournalo

4、fbiomedicalmaterialsresearchM國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)初外醫(yī)學(xué)：生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè)；祚物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志初膠科學(xué)與技術(shù)【推薦關(guān)注的網(wǎng)站】?中國(guó)甲殼素彳T業(yè)網(wǎng)站()?中國(guó)明膠行業(yè)網(wǎng)站(【推薦關(guān)注的研究機(jī)構(gòu)】凌國(guó)生物材料協(xié)會(huì)(SocityofBiomaterial)荻國(guó)生物工程學(xué)會(huì)(BiologicalEngineeringSocity)21匕京化工大學(xué)膠原及明膠研究室()?8家輕工業(yè)三膠產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心2.2甲殼素與殼聚糖【教學(xué)內(nèi)容】1 .概述（0.5學(xué)時(shí)）2 .甲殼素與殼聚糖的一般制備方法（1.0學(xué)時(shí)）3 .特種殼聚糖的制備（0.5學(xué)時(shí)）4 .改性殼聚糖的制備（1.0學(xué)時(shí)

5、）5 .幾種醫(yī)用殼聚糖衍生物的分子設(shè)計(jì)（0.5學(xué)時(shí)）【教學(xué)時(shí)間】3.5學(xué)時(shí)【教學(xué)重點(diǎn)】甲殼素與殼聚糖的制備原理、工藝及質(zhì)量控制；特種殼聚糖的制備；改性殼聚糖的制備?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】產(chǎn)品質(zhì)量控制。【教學(xué)目標(biāo)】1 .掌握甲殼素與殼聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能特征、制備原理及工藝、質(zhì)量控制。2 .高黏度殼聚糖和高脫乙酰度殼聚糖的工藝控制方法。3 .特種甲殼素和殼聚糖的改性方法。【教學(xué)手段】課堂講授和提問(wèn)討論，輔以多媒體幻燈圖片及實(shí)例【教學(xué)過(guò)程】-、概述1 .甲殼素及其衍生物的物性及應(yīng)用事物灰用其它應(yīng)用A%或調(diào)節(jié)沽機(jī)冷抗雨.抑苗Ai上血、轆血降低旭同再5水處理_食品工業(yè)生物技術(shù)農(nóng)業(yè)化妝品.閔用I纖維和啖付料.藥物技

6、體凝血木木相.高分子藥物-人選擺官材料結(jié)合學(xué)校在甲殼素和殼聚糖方面的研究情況，例舉介紹相關(guān)課題組情況，以引起大家的興趣：聶俊教授課題組-靜電紡絲纖維及膜材料王秀芬老師課題組-凝血材料魏剛教授課題組-水處理譚天偉教授課題組-生物技術(shù)2 .甲殼素、殼聚糖、纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)3 .存在：動(dòng)物蝦、蟹、昆蟲(chóng)外殼；真菌、藻類(lèi)細(xì)胞壁ShtlishwastesJromfoodproccssirtg問(wèn)題：第二大天然資源(10-100)109t,但僅用幾千噸，為什么?4 .甲殼素與殼聚糖官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)問(wèn)題：甲殼素或殼聚糖有很多的衍生物，為什么?改性方法制備過(guò)程優(yōu)點(diǎn)酸基化酷化反應(yīng)可在便基或就基上進(jìn)行，通常的

7、酹化試劑為酸酊或酰氯，如宜鏈脂肪?；鵵支黃脂肪酰基.芳煌酷，基改善了熔解性.膜表面潤(rùn)混性和臟血性遂基化用氯代烷酸或乙酹酹在甲亮素的6儻曜基或葡；基上引入燕烷基基團(tuán).研究量事的是凝甲基化反應(yīng)吸附堿土金屬粒子、增強(qiáng)保水性.唯透氣性、抑菌.弟茵酯化在含氧無(wú)機(jī)酸酯化劑的作用下.與甲殼素的羥基形成有機(jī)酸酯類(lèi)IS生物，常見(jiàn)的反應(yīng)有硫酸酯化和毒酸酯化具有抗海血、抗癌作用醒化與統(tǒng)甲基反應(yīng)類(lèi)似.主要是在鞋基上形成相應(yīng)的酷類(lèi)衍生物改善水中的溶解度,具有良好的保水性N-信基化由千,NHg具有很強(qiáng)的親核作用，在N上很容易引入烷基及取代基易落于水，且能與陰離子洗滌劑相熔水解這是較常見(jiàn)的降解反感，水解方法一般有嵋射法.高

8、硼底氮化和的熔液回流具有抗痛作用.對(duì)中樞抻經(jīng)有鎮(zhèn)醉作用，能促進(jìn)植物生長(zhǎng)二、甲殼素及殼聚糖的制備1.制備原理甲殼素蝦蟹殼等殼聚糖后處理：脫色，滅菌等（1）脫鈣CaC（3+2HCICaCk+ECQ一T：。"+H。問(wèn)題1：為何用鹽酸？能否用甲酸或硝酸？問(wèn)題2:脫鈣過(guò)程影響因素？問(wèn)題3:如何判斷反應(yīng)終點(diǎn)？問(wèn)題4:如何保證脫鈣完全、性價(jià)比高、環(huán)境保護(hù)？-循序浸酸脫鈣板書(shū)（通過(guò)循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力）：目標(biāo)原因考慮因素1反應(yīng)容易（快且徹底）兩相反應(yīng)粒度2質(zhì)量高（脫鈣完全）酸液濃度圖易降解酸液濃度3性價(jià)比高（價(jià)錢(qián)低）用料、時(shí)間酸液用量、酸液價(jià)格、反應(yīng)時(shí)間4環(huán)境保護(hù)（三廢少）酸

9、液殘留循環(huán)浸酸脫鈣(2)脫蛋白小一f-H梅脫蛋旦RR為巨分子)£酸脫束臼堿口百蛋百兩種方法PK?問(wèn)題1：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特性？能否用酸脫蛋白?問(wèn)題2:稀堿液脫蛋白和酶月蛋白兩種方法PK?問(wèn)題3:脫蛋白過(guò)程影響因素？(3)脫乙?；讱に卦跐鈮A液中脫掉乙?；砂被?，得到殼聚糖。C=Q+RNHrO問(wèn)題1:酰鹵、酸酊、酯、酰胺的水解PK?問(wèn)題2:能否用強(qiáng)酸水解？能否用弱堿水解？問(wèn)題3:如何判斷脫乙?；K點(diǎn)？問(wèn)題4:能否100%脫乙?；?？問(wèn)題5:脫乙?；^(guò)程影響因素？2.資源化法工業(yè)生產(chǎn)工藝4Ml國(guó)于|一|仁£，海闿CC2或NazCOjhojJ!C：加.”。叱1味前;-畫(huà)遍g*I洗一|f|T怪1y45%!W】Hf圜工就砌急而1旦整卜濾液*存河一心人張內(nèi)質(zhì)玩泥過(guò)速底他洗港水甲光青選擇一洗港鬢蛋白質(zhì)先餐精問(wèn)題1：如