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丙酮酸改性壳聚糖的制备及应用陈忻，胡秀梅，洪祥乐(佛山科学技术学院理学院，广东佛山528000)摘要：利用壳聚糖C2位上活泼氨基与丙酮酸进行席夫碱反应，制取丙酮酸改性壳聚糖(简称为PCTS)。实验结果表明其最佳的合成条件为：1.8g溶胀的壳聚糖与1.48g丙酮酸在pH=4～5反应4h后，加入1.7gNaBH4反应1.5h，合成的1.6gPCTS，取代度可达88.14%。结果显示0.1g的PCTS吸附0.1g/L的Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)，其吸附率分别可达100%和99.29%；PCTS对NO2也－有一定的清除作用，11mg/ml的取代度为85.79%PCTS对NO2－的清除率可达50.57%。关键词：壳聚糖；丙酮酸；丙酮酸改性壳聚糖；吸附PreparationandApplicationofChitosanModifiedbyPyruvicAcidCHENXin，HUXiu-mei，HONGXiang-le(ScienceAcademy,FoshanCollegeofScienceandTechnology,Foshan528000，China)Abstract：ThemodifiedChitosanpolymer(PCTS)containingschiff-basegroupwassynthesizedbythechemicalmodificationofanaminogroupofchitosanwithpyruvicacid.Theexperimentalresultsshowedthattheoptimumconditionswere:1.8gchitosanreactedwith1.48gpyruvicacidundertheaqeoussolutionatpH4～5for4handthenwasreducedby1.7gNaBH4for1.5htoproduce1.6gPCTS.Theproduct(PCTS)couldbedissolvedindistilledwater,1%sodiumhydroxidesolutionand0.3mol/Lhydrochloricacid.Theanalysisshowedthatthesubstitutedrateofschiff-basegroupwas88.14%.Incomparisonwithchitosan,thePCTShadahigherabsorptionrateofCu(Ⅱ)andZn(Ⅱ).ThePCTScouldalsoremovetheNO2w－ithitsremovingrateashighas50.57%.Keywords：chitosan；pyruvicacid；chitosanmodifiedbypyruvicacid；absorptionofCu(Ⅱ)andZn(Ⅱ)中图分类号：TS245.4文献标识码：B文章编号：1002-6630(2004)08-0110-04甲壳素(chitin)又名几丁质、甲壳质，化学名称是(1,4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D葡萄糖，甲壳素是自然界含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物，壳聚糖(chitosan)则是甲壳素脱乙酰化的产物，是一种阳离子型直链氨基多糖，在环保方面，甲壳素与壳聚糖能特别有效地除去水中的有害物质，如Hg、Pb、Zn、Cu、Cr、Pu、U等金属离子[1]。另外，甲壳素与壳聚糖在造纸、制药、生物技术、食品工业、农业等方面也有较好的应用[2]。甲壳素和壳聚糖都不溶于水，这在一定程度上限制了其在各方面的应用。因此对甲壳素及其衍生物进行化学改性，以改善其溶解性和加工工艺性能已成为壳聚糖化学研究的重点。本研究就是利用壳聚糖C2位上活泼氨基与丙酮酸进行大分子反应，合成了具有高取代羧基、能溶于水的功能性聚合物—丙酮酸改性壳聚糖(简称为PCTS)，反应方程式如下所示：CH2OHCH2OHCH2OHOOCH3COCOOHOOOOOHOHOHN=CCOOHNHCHCOOHnNH2nCH3CH3PCTS的合成反应方程式本研究对高取代度PCTS的合成方法进行了探讨实验，与壳聚糖(CTS)相比较试验了其对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)两种金属离子的吸附作用，并首次报道了PCTS对NO2－的清除能力。1材料与方法1.1主要原料和试剂收稿日期：2003-09-05NaBH4n※工艺技术食品科学2004,Vol.25,No.8111甲壳素自制；硼氢化钠、丙酮酸、无水乙醚为分析纯；其余试剂均为化学纯。1.2主要仪器78-1型磁力加热搅拌器；WS70-1型红外线快速干燥器；DDS-11A型电导率仪；VARIANAA-640原子吸收分光光度计等。1.3壳聚糖的制备把一定体积的50%的氢氧化钠溶液(W/W)加入甲壳素中，加热到1