具有化學功能的精細高分子化學品-北京化工大學工會

1、生物材料制備與加工課程名稱：生物材料制備與加工授課教師：石淑先工作院系：材料科學與工程學院課程性質：學科方向必修課授課專業(yè)：生物功能材料授課對象：本科三年級（下）學生教材：生物材料制備與加工，石淑先主編，化學工業(yè)出版社，2009.8教學網站：北京化工大學教育學習網第2章天然生物高分子材料【課時安排】2.1 概述0.5學時2.2 甲殼素與殼聚糖3.5學時2.3 膠原蛋白與明膠2.0學時【教學目標】通過本章學習，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，并能對其他天然生物高分子材料的制備舉一反三。【掌握內容】1 .甲殼素與殼聚糖化學結構、性能特征、制備原理、制備工

2、藝、質量控制；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 .膠原蛋白化學結構、制備工藝；明膠化學結構、堿法工藝及質量控制?！臼煜热荨? .熟悉天然生物高分子材料的分類、來源和性質。2 .熟悉天然生物高分子材料在生物學上的應用和發(fā)展?！玖私鈨热荨? .天然生物高分子材料國內外發(fā)展現(xiàn)狀及學科發(fā)展前沿。2 .纖維素、透明質酸、肝素、蜘蛛絲的性質、應用及發(fā)展?！窘虒W難點相應的教學策略】教學難點：1.對原材料天然結構的理解。2.對產品質量的控制。教學策略：1 .通過多媒體演示加深對材料結構的理解，并由此提出天然生物高分子材料的制備原理。2 .從實踐中提出問題。3 .

3、通過基礎化學理論知識在工業(yè)化生產過程中的實際應用，將理論和實際相結合，綜合考慮制備工藝、質量控制、性價比、環(huán)境保護等問題?！窘虒W手段】課堂講授和提問討論，輔以多媒體幻燈圖片及實例【參考書】1.石淑先.生物材料制備與加工，化學工業(yè)出版社，20092,顧其勝，侯春林，徐政.實用生物醫(yī)用材料學，上?？茖W技術出版社，20053.郭圣榮.醫(yī)藥用生物降解性高分子材料，化學工業(yè)出版社，20044,蔣挺大,甲殼素，化學工業(yè)出版社，20035,蔣挺大,殼聚糖，化學工業(yè)出版社，20076,徐潤，粱慶華,明膠的生產及應用技術，中國輕工業(yè)出版社，1988【推薦的相關學術期刊】?BiomaterialsJournalo

4、fbiomedicalmaterialsresearchM國生物醫(yī)學工程學報初外醫(yī)學：生物醫(yī)學工程分冊；祚物醫(yī)學工程學雜志初膠科學與技術【推薦關注的網站】?中國甲殼素彳T業(yè)網站()?中國明膠行業(yè)網站(【推薦關注的研究機構】凌國生物材料協(xié)會(SocityofBiomaterial)荻國生物工程學會(BiologicalEngineeringSocity)21匕京化工大學膠原及明膠研究室()?8家輕工業(yè)三膠產品質量監(jiān)督檢測中心2.2甲殼素與殼聚糖【教學內容】1 .概述（0.5學時）2 .甲殼素與殼聚糖的一般制備方法（1.0學時）3 .特種殼聚糖的制備（0.5學時）4 .改性殼聚糖的制備（1.0學時

5、）5 .幾種醫(yī)用殼聚糖衍生物的分子設計（0.5學時）【教學時間】3.5學時【教學重點】甲殼素與殼聚糖的制備原理、工藝及質量控制；特種殼聚糖的制備；改性殼聚糖的制備?！窘虒W難點】產品質量控制?！窘虒W目標】1 .掌握甲殼素與殼聚糖化學結構、性能特征、制備原理及工藝、質量控制。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?！窘虒W手段】課堂講授和提問討論，輔以多媒體幻燈圖片及實例【教學過程】-、概述1 .甲殼素及其衍生物的物性及應用事物灰用其它應用A%或調節(jié)沽機冷抗雨.抑苗Ai上血、轆血降低旭同再5水處理_食品工業(yè)生物技術農業(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-人選擺官材料結合學校在甲殼素和殼聚糖方面的研究情況，例舉介紹相關課題組情況，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2 .甲殼素、殼聚糖、纖維素的化學結構的異同點3 .存在：動物蝦、蟹、昆蟲外殼；真菌、藻類細胞壁ShtlishwastesJromfoodproccssirtg問題：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的化學反應問題：甲殼素或殼聚糖有很多的衍生物，為什么?改性方法制備過程優(yōu)點酸基化酷化反應可在便基或就基上進行，通常的

7、酹化試劑為酸酊或酰氯，如宜鏈脂肪?；鵵支黃脂肪?；?芳煌酷，基改善了熔解性.膜表面潤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.研究量事的是凝甲基化反應吸附堿土金屬粒子、增強保水性.唯透氣性、抑菌.弟茵酯化在含氧無機酸酯化劑的作用下.與甲殼素的羥基形成有機酸酯類IS生物，常見的反應有硫酸酯化和毒酸酯化具有抗海血、抗癌作用醒化與統(tǒng)甲基反應類似.主要是在鞋基上形成相應的酷類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.對中樞抻經有鎮(zhèn)醉作用，能促進植物生長二、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。問題1：為何用鹽酸？能否用甲酸或硝酸？問題2:脫鈣過程影響因素？問題3:如何判斷反應終點？問題4:如何保證脫鈣完全、性價比高、環(huán)境保護？-循序浸酸脫鈣板書（通過循序漸進引導學生提高分析問題、解決問題的能力）：目標原因考慮因素1反應容易（快且徹底）兩相反應粒度2質量高（脫鈣完全）酸液濃度圖易降解酸液濃度3性價比高（價錢低）用料、時間酸液用量、酸液價格、反應時間4環(huán)境保護（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?問題1：蛋白質分子的結構特性？能否用酸脫蛋白?問題2:稀堿液脫蛋白和酶月蛋白兩種方法PK?問題3:脫蛋白過程影響因素？(3)脫乙?；讱に卦跐鈮A液中脫掉乙?；砂被玫綒ぞ厶?。C=Q+RNHrO問題1:酰鹵、酸酊、酯、酰胺的水解PK?問題2:能否用強酸水解？能否用弱堿水解？問題3:如何判斷脫乙?；K點？問題4:能否100%脫乙?；?？問題5:脫乙?；^程影響因素？2.資源化法工業(yè)生產工藝4Ml國于|一|仁£，海闿CC2或NazCOjhojJ!C：加.”。叱1味前;-畫遍g*I洗一|f|T怪1y45%!W】Hf圜工就砌急而1旦整卜濾液*存河一心人張內質玩泥過速底他洗港水甲光青選擇一洗港鬢蛋白質先餐精問題1：如