1、第四章第四章 药用天然高分子材料药用天然高分子材料 掌握作为药剂辅料的天然高分子材料及其衍生掌握作为药剂辅料的天然高分子材料及其衍生物的来源、制法、结构、规格、性质和用途。物的来源、制法、结构、规格、性质和用途。特点：无毒、应用安全、性能稳定、价格低廉特点：无毒、应用安全、性能稳定、价格低廉4.1 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物 4.1.1 4.1.1 淀粉淀粉 绿色植物的须根和种子。绿色植物的须根和种子。直链淀粉直链淀粉 -1,4苷键苷键 支链淀粉支链淀粉 -1,6苷键苷键 以以D-吡喃环形葡萄糖为结构单元。吡喃环形葡萄糖为结构单元。由多糖分子组成由多糖分子组成 第1页，共51页。第2页，共5
2、1页。性质：性质：P84 主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂。主要用作片剂的稀释剂、崩解剂、粘合剂、助流剂。OHOHCH2OHOHOHD-吡喃环形葡萄糖吡喃环形葡萄糖淀粉改性系统第3页，共51页。淀粉牙签第4页，共51页。物理变性物理变性 预糊化淀粉预糊化淀粉 次氯酸氧化淀粉次氯酸氧化淀粉 氧化淀粉氧化淀粉 过氧化氢氧化淀粉过氧化氢氧化淀粉 分解淀粉分解淀粉 高碘酸氧化淀粉高碘酸氧化淀粉 酸变性淀粉酸变性淀粉 磷酸酯淀粉磷酸酯淀粉 无机酸酯淀粉无机酸酯淀粉 硫酸酯淀粉硫酸酯淀粉 硝酸酯淀粉硝酸酯淀粉原淀粉原淀粉 淀粉酯淀粉酯 甲酸酯淀粉甲酸酯淀粉 化学变性化学变性 醋酸酯淀粉醋酸酯淀
3、粉 有机酸酯淀粉有机酸酯淀粉 丙酸酯淀粉丙酸酯淀粉 硬脂酸酯淀粉硬脂酸酯淀粉 羟甲基淀粉羟甲基淀粉 羟烷基淀粉羟烷基淀粉 淀粉醚淀粉醚 阳离子淀粉阳离子淀粉 阴离子淀粉阴离子淀粉 交联淀粉交联淀粉 接枝共聚淀粉接枝共聚淀粉 酶变性酶变性第5页，共51页。4.1.2 糊精糊精淀粉水解过程的中间产物总称为糊精。淀粉水解过程的中间产物总称为糊精。制备条件与不同规格糊精产品见表制备条件与不同规格糊精产品见表 P86 可用作片剂或胶囊剂的稀释剂，增粘剂。可用作片剂或胶囊剂的稀释剂，增粘剂。4.1.3 预胶化淀粉预胶化淀粉淀粉经物理或化学改性，有水存在下，淀粉粒全部或部分破坏的产物。淀粉经物理或化学改性，
4、有水存在下，淀粉粒全部或部分破坏的产物。有许多优良特点。有许多优良特点。P87 4.1.4 羧甲基淀粉钠羧甲基淀粉钠-葡萄糖的羧甲基醚，取代度为葡萄糖的羧甲基醚，取代度为0.5。广泛用作片剂和胶囊剂的崩解剂，崩解时间短。第6页，共51页。4.2 纤维素纤维素 定义：在不同的学科中定义：在不同的学科中“纤维素纤维素”这一名字有不同的含义。这一名字有不同的含义。植物学用来命名植物细胞壁的主要组分植物学用来命名植物细胞壁的主要组分(1847年，年，Payen)纤维工艺学上把纤维素理解为一种材料，可用某些化学方法从少数的植物中分离得到纤维工艺学上把纤维素理解为一种材料，可用某些化学方法从少数的植物中分
5、离得到 化学学科认为纤维素是由化学学科认为纤维素是由D-葡萄糖单元在葡萄糖单元在-位置键合在一起的高分子物质位置键合在一起的高分子物质 结晶学把纤维素定义为具有特殊晶胞的结晶物质结晶学把纤维素定义为具有特殊晶胞的结晶物质-纤维素：高分子量的组分纤维素：高分子量的组分-纤维素：是溶于纤维素：是溶于17.5%碱液，并在中和时能沉淀下来的部分碱液，并在中和时能沉淀下来的部分-纤维素：在中和时仍然溶解的组分纤维素：在中和时仍然溶解的组分 -和和-纤维的聚合度都很低纤维的聚合度都很低(200)，并且是部分氧化的。，并且是部分氧化的。来源：来源：籽纤维籽纤维(棉花棉花)和许多植物的茎和叶和许多植物的茎和叶
6、(亚麻、苧麻和大麻亚麻、苧麻和大麻)重要性质：最丰富的天然有机物，但纤维素中的重要性质：最丰富的天然有机物，但纤维素中的-(14)键合的链基本上是刚性键合的链基本上是刚性而且是直的，分子间彼此紧靠着排成一条线。能溶于氢氧化铜铵溶液，不溶入而且是直的，分子间彼此紧靠着排成一条线。能溶于氢氧化铜铵溶液，不溶入水和碱。水和碱。第7页，共51页。结构：聚结构：聚-(14)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -L-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OHOHOHCH2OHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHCH2OHCH2OHCH2OH -L-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖吡
7、喃葡萄糖第8页，共51页。第9页，共51页。1.1.化学反应性化学反应性 氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水溶胀以及接氧化、酯化、醚化、分子间形成氢键、吸水溶胀以及接枝共聚枝共聚2.2.氢键的作用氢键的作用 结晶区结晶区 羟基都已形成氢键羟基都已形成氢键 无定形区无定形区 有少量游离羟基，可发生膨化作用。有少量游离羟基，可发生膨化作用。3.3.吸湿性吸湿性 吸水量随无定形区所占比例的增加而增加。吸水量随无定形区所占比例的增加而增加。4.4.溶胀性溶胀性 碱金属离子半径碱金属离子半径 在碱液中能产生溶胀在碱液中能产生溶胀 温度温度 浓度浓度5.5.机械降解特性机械降解特性 外力作用，发生降解
8、，聚合度下降外力作用，发生降解，聚合度下降6.6.可水解性可水解性 酸水解降解酸水解降解 碱水解碱水解(高温高温)第10页，共51页。4.2.1 4.2.1 粉状纤维素粉状纤维素(纤维素絮纤维素絮)在木材在木材-纸浆工业中，纸浆工业中，-纤维素中包括纤维素中包括纤维浆中的纤维素与抗碱的半纤维素。纤维浆中的纤维素与抗碱的半纤维素。粉状纤维素的聚合度约为粉状纤维素的聚合度约为500，商品规，商品规格有很多种，格有很多种，(流动性和堆密度、颗粒、流动性和堆密度、颗粒、吸湿量吸湿量)各各不同。各各不同。用作片剂的稀释剂，硬胶囊或散剂用作片剂的稀释剂，硬胶囊或散剂的填充剂。的填充剂。干性粘合剂、助悬剂、
9、崩解剂、助干性粘合剂、助悬剂、崩解剂、助流剂、食品添加剂流剂、食品添加剂第11页，共51页。4.2.2 微晶纤维素微晶纤维素 由细纤维所制得的由细纤维所制得的-纤维素，用纤维素，用25mol25mol盐酸盐酸在在105105煮沸煮沸15min15min，去无定形部分，过滤，用水，去无定形部分，过滤，用水洗及氨水洗，余下的结晶部分，经剧烈搅拌分散，洗及氨水洗，余下的结晶部分，经剧烈搅拌分散，喷雾干燥形成粉末。喷雾干燥形成粉末。压缩成型作用压缩成型作用 具有具有 粘合作用粘合作用 崩解作用崩解作用 P92 P92 应用应用第12页，共51页。4.3 纤维素衍生物概述纤维素衍生物概述 4.3.1 药
10、用纤维素衍生物的化学类别药用纤维素衍生物的化学类别P 93-94，酯类：醋酸纤维素、，酯类：醋酸纤维素、CAP、CAB 醚类：醚类：MC、EC、HPC、HEC、HPMC、CMCNa、CMCCa 醚酯类：醚酯类：HPMCP、HPMCAS4.3.2 化学结构类型与应用性质化学结构类型与应用性质(一一)取代基团性质：非极性疏水基团、强极性基团取代基团性质：非极性疏水基团、强极性基团(二二)被取代羟基比例被取代羟基比例：P95 表表4-2 DS为为1.27的甲基纤维素的确定的甲基纤维素的确定(三三)取代基的均匀度取代基的均匀度(四四)链平均长度及衍生物的分子量分布链平均长度及衍生物的分子量分布 显著影
11、响药物的释放性能显著影响药物的释放性能 P96 图图4-9第13页，共51页。DS为为1.27的甲基纤维素的确定的甲基纤维素的确定单体上的取代基摩尔含量(%)所占DS的分数葡萄糖(无取代)160.006位取代2位取代3位取代11 34 4720.473,6位取代2,6位取代2,3位取代2 24 3150.622,3,6位取代60.18第14页，共51页。4.3.3 纤维素衍生物的反应性纤维素衍生物的反应性 纤维素衍生物的羟基与一些带有功能基的化合物反应，通过共价键纤维素衍生物的羟基与一些带有功能基的化合物反应，通过共价键结合使结构稳定化或不溶化结合使结构稳定化或不溶化如如 甲醛等，形成缩醛甲醛
12、等，形成缩醛 甲氧基化合物，形成醚或次甲基甲氧基化合物，形成醚或次甲基 环氧化烃类，形成聚醚环氧化烃类，形成聚醚 分子内交联分子内交联4.3.4 玻璃化温度玻璃化温度 膨胀计膨胀计(DM)差示扫描量热法差示扫描量热法(DSC)测定技术测定技术 差热分析法差热分析法(DTA)热机械分析法热机械分析法(TMA)P97 表表4-4 一些纤维素衍生物的玻璃化转变温度一些纤维素衍生物的玻璃化转变温度第15页，共51页。DTA 将试样与惰性参比物放在同一条件下受热，温度控将试样与惰性参比物放在同一条件下受热，温度控制采用线性程序，如果试样随着温度的升高发生熔融、玻璃制采用线性程序，如果试样随着温度的升高发
13、生熔融、玻璃化转变、结晶、氧化、交联、降解等物理或化学的变化，则化转变、结晶、氧化、交联、降解等物理或化学的变化，则会在某一温度下产生一定的热效应，使温差不为会在某一温度下产生一定的热效应，使温差不为0。差热分析。差热分析就是测定试样与参比物的温差就是测定试样与参比物的温差T与温度与温度T的关系。得到的曲线称的关系。得到的曲线称为差热曲线或热谱图为差热曲线或热谱图(Thermogram)结晶结晶 氧化氧化熔融熔融 分解分解玻璃化玻璃化T放热放热吸热吸热oT第16页，共51页。对于结晶高聚物，利用对于结晶高聚物，利用DTA可测定熔点，根据熔融锋的面可测定熔点，根据熔融锋的面积可计算出实际的熔融热
14、积可计算出实际的熔融热Hf，还可由下式算出结晶度，还可由下式算出结晶度 X=Hf 100%/Hf (其中其中Hf 是完全结晶的熔融热是完全结晶的熔融热)氧化峰氧化峰 氧化峰氧化峰空气空气氮气氮气熔融吸热峰熔融吸热峰 分解吸热峰分解吸热峰 T T 0 100 500 0 100 500 低压聚乙烯在空气中和氮气中的差热曲线低压聚乙烯在空气中和氮气中的差热曲线第17页，共51页。0 100 200 T 100 200 T 嵌段共聚 乙丙聚合物 无规共聚 乙丙聚合物 49%丙烯 51%丙烯 用于研究共聚物的结构用于研究共聚物的结构TT第18页，共51页。差示扫描量热法差示扫描量热法(DSC)温差的大
15、小与热效应有关，还与试样的堆积紧密度、传热速温差的大小与热效应有关，还与试样的堆积紧密度、传热速度、热容量等有关，很难用热谱图中的峰面积作定量处理度、热容量等有关，很难用热谱图中的峰面积作定量处理。DSC 它所测量的是在程序升温或降温过程中，试样和参比物的温度它所测量的是在程序升温或降温过程中，试样和参比物的温度始终保持相同的情况下，两者所需要的热量补偿的差别。始终保持相同的情况下，两者所需要的热量补偿的差别。实际测量的是装在试样和参比物托架下面两只电热器的热功率之实际测量的是装在试样和参比物托架下面两只电热器的热功率之差随时间的变化差随时间的变化dQ/dt t，如果升温速度是恒定的，也就，如
16、果升温速度是恒定的，也就是热功率之差随温度的变化是热功率之差随温度的变化dq/dt T Q=dt 如果用已知热容的样品事先标定仪器常数，就可计算出如果用已知热容的样品事先标定仪器常数，就可计算出Q的绝的绝对值。对值。DSC能进行定量计算，尤其在测定结晶度，结晶动力学，反应能进行定量计算，尤其在测定结晶度，结晶动力学，反应动力学等方面比动力学等方面比DTA更为有效。更为有效。dQdt第19页，共51页。膨胀计法：膨胀计法：(DM)试样体积变化与温度的关系hTg T第20页，共51页。4.3.5 溶度参数和表面能溶度参数和表面能 P 98 99 表表4-5和表和表4-64.3.6 配伍相容性配伍相
17、容性 聚合物之间或聚合物与增塑剂之间的相容性以聚合物之间或聚合物与增塑剂之间的相容性以Tg(DSC法，法，DTA法法)或软化温度或软化温度Ts(TMA法法)来评估，两者相容，则混合物的来评估，两者相容，则混合物的Tg处在两处在两者的者的Tg之间；部分相容，则可能有两个之间；部分相容，则可能有两个Tg。Ts=Toe-KsNTs加增塑剂的软化温度加增塑剂的软化温度 N为增塑剂的摩尔分数为增塑剂的摩尔分数 To纯聚合物软化温度纯聚合物软化温度 Ks软化点下降系数软化点下降系数第21页，共51页。4.3.7 生物粘附性生物粘附性 纤维素衍生物可用作生物或粘膜粘着剂。纤维素衍生物可用作生物或粘膜粘着剂。
18、4.3.8 热致凝胶化和昙点热致凝胶化和昙点 P100 4.3.9 液晶的形成液晶的形成第22页，共51页。4.4药用纤维素衍生物各论药用纤维素衍生物各论 4.4.1 纤维素酯类纤维素酯类(一一)醋酸纤维素醋酸纤维素 纤维素的醋酸酯是在纤维素的醋酸酯是在50用硫酸作用硫酸作cat，在冰醋酸或，在冰醋酸或CH2Cl2溶液中，用醋酸酐来乙酰化而制造的。在温和的条溶液中，用醋酸酐来乙酰化而制造的。在温和的条件下，仅能得到完全乙酰化和未乙酰化分子的混合物。件下，仅能得到完全乙酰化和未乙酰化分子的混合物。在酯化之前，撕碎的纤维素用在酯化之前，撕碎的纤维素用30-40%的醋酸溶胀的醋酸溶胀2-3h，此时由
19、于反应放热，温度升至，此时由于反应放热，温度升至50。在乙酰化中，。在乙酰化中，伯羟基首先被硫酸酯化，然后硫酸酯转化成醋酸酯。此伯羟基首先被硫酸酯化，然后硫酸酯转化成醋酸酯。此时仲乙酰基才开始转化。时仲乙酰基才开始转化。第23页，共51页。(二二)纤维醋法酯纤维醋法酯 (CAP)部分乙酰化的纤维素的酞酸酯，含乙酰基17.0%-26.0%，含酞酰基(C8H5O3)30.0%-36.0%，含游离的酞酸不得超过0.6%。CAP作为肠溶包衣材料。作为肠溶包衣材料。(三三)醋酸纤维素丁酸酯醋酸纤维素丁酸酯(CAB)制法与醋酸纤维素相似，其中部分乙酰基为丁酰基所代替。CAB可作为三醋酸纤维素的代用品。工业
20、上用作心电图纸的表面涂料。第24页，共51页。4.4.2 纤维素醚类纤维素醚类 纤维素醚是从碱纤维素制造的，因为碱能扩张纤维素的晶格，从而使纤维素的羟基易起反应。(一一)羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素钠(CMCNa)、交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素钠钠(CCNa)和羧甲基纤维素钙和羧甲基纤维素钙(CMCCa)P 105 106 制法及应用制法及应用(二二)甲基纤维素甲基纤维素 MC P107(三三)乙基纤维素乙基纤维素 EC P108 110(四四)羟乙基纤维素羟乙基纤维素 HEC P110 111(五五)羟丙基纤维素羟丙基纤维素(HPC)和低取代羟丙基纤维素和低取代羟丙基纤维素(L-HPC)
21、P111 112(六六)羟丙甲纤维素羟丙甲纤维素 HPMC P113 114第25页，共51页。4.4.3 纤维素醚的酯类纤维素醚的酯类(一一)羟丙甲纤维素酞酸酯羟丙甲纤维素酞酸酯 HPMCP P114 115(二二)醋 酸 羟 丙 基 甲 基 纤 维 素 琥 珀 酸 酯醋 酸 羟 丙 基 甲 基 纤 维 素 琥 珀 酸 酯 HPMCAS P116 117 第26页，共51页。4.5 其他天然药用高分子材料其他天然药用高分子材料 4.5.1 阿拉伯胶阿拉伯胶 阿拉伯胶病树的分泌物干燥后称为阿拉伯树胶。其中的多糖主阿拉伯胶病树的分泌物干燥后称为阿拉伯树胶。其中的多糖主要是要是(13)键合的键合的
22、D-吡喃半乳糖单元，重复单元中有一个或二个在吡喃半乳糖单元，重复单元中有一个或二个在C-6位置被各种侧基所取代。位置被各种侧基所取代。主要用作食品的增稠剂，但也用于药物、化妆品、纺织工业以主要用作食品的增稠剂，但也用于药物、化妆品、纺织工业以及制造粘合剂和墨水及制造粘合剂和墨水。OHOHOHOHCH2OHD-吡喃半乳糖吡喃半乳糖OHOHOHOHCH2OH第27页，共51页。4.5.2 明胶明胶(gelatin)是胶原温和断裂的产物，是天然多肽的聚合物。是胶原温和断裂的产物，是天然多肽的聚合物。酸法明胶酸法明胶 gelatin A gelatin A 原料浸渍于原料浸渍于PH1-3PH1-3的酸
23、液的酸液1-21-2天天碱法明胶碱法明胶 gelatin B gelatin B 原料浸泡在原料浸泡在15-2015-20的氢氧化钙中的氢氧化钙中1-31-3个月个月性质：性质：溶胀和溶解溶胀和溶解凝胶化凝胶化粘度粘度稳定性稳定性应用：大量用于制药和食品工业，微囊囊材，片剂包衣的隔应用：大量用于制药和食品工业，微囊囊材，片剂包衣的隔离层材料，基质，粘合剂等。离层材料，基质，粘合剂等。第28页，共51页。4.5.3 瓜尔豆胶瓜尔豆胶 又称愈创树胶又称愈创树胶(guar gum)瓜尔豆种子中提取的多糖胶质，是半乳甘露聚糖，主链是瓜尔豆种子中提取的多糖胶质，是半乳甘露聚糖，主链是-1,4苷键结合吡喃
24、甘露糖，每间隔一个甘露糖有一个以苷键结合吡喃甘露糖，每间隔一个甘露糖有一个以-1,6苷苷键相结合的键相结合的-D吡喃半乳糖。半乳糖与甘露糖之比为吡喃半乳糖。半乳糖与甘露糖之比为1:2。OHOHOHOHCH2OHD吡喃甘露糖吡喃甘露糖CH2OHOHOHOHOH-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖第29页，共51页。性质：性质：易形成高粘度的触变性溶胶易形成高粘度的触变性溶胶有极强的溶胀保湿性有极强的溶胀保湿性有较好增稠性有较好增稠性应用：食品添加剂、粘合剂、崩解剂、增应用：食品添加剂、粘合剂、崩解剂、增稠剂、保护胶体、乳剂的稳定剂稠剂、保护胶体、乳剂的稳定剂第30页，共51页。4.5.4 壳多糖和脱乙酰壳
25、多糖壳多糖和脱乙酰壳多糖 人们对甲壳素的认识经历了漫长的岁月。自人们对甲壳素的认识经历了漫长的岁月。自18111811年，法国学者年，法国学者Henli Brocronnat Henli Brocronnat 首次从蘑菇中分离提首次从蘑菇中分离提取到甲壳素，到取到甲壳素，到18591859年法国年法国RougetRouget发现甲壳素能溶于发现甲壳素能溶于有机酸，从此世界对甲壳素有了初步的认识。有机酸，从此世界对甲壳素有了初步的认识。自上世纪自上世纪6060年代起有关甲壳素的研究变得十分活年代起有关甲壳素的研究变得十分活跃。跃。19821982年日本将甲壳素列入年日本将甲壳素列入1982-19
26、921982-1992十年开发计划。十年开发计划。19841984年日本拨款年日本拨款5050亿美元委托亿美元委托1313所大学用于交流开发所大学用于交流开发甲壳素，甲壳素，19861986年美国华盛顿大学科学家首先发现甲壳年美国华盛顿大学科学家首先发现甲壳素是具有生理活性物质。这一发现为今后发展，开发素是具有生理活性物质。这一发现为今后发展，开发甲壳素奠定了理论基础，特别引起了全世界的关注。甲壳素奠定了理论基础，特别引起了全世界的关注。甲壳素的由来和概念甲壳素的由来和概念第31页，共51页。有人说：有人说：“从没有一种物质象甲壳素一样被如此从没有一种物质象甲壳素一样被如此广泛的研究和应用。广
27、泛的研究和应用。”也有人说：也有人说：“二十一世纪多糖二十一世纪多糖的研究最有希望的是甲壳素。的研究最有希望的是甲壳素。”那么甲壳素是什么东那么甲壳素是什么东西，他对人类和社会真的那么大的作用吗？西，他对人类和社会真的那么大的作用吗？甲壳素是一种多糖类生物高分子，在自然界中广甲壳素是一种多糖类生物高分子，在自然界中广泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节支动物虾、泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节支动物虾、蟹、昆虫的外壳，软体动物（如鱿鱼、乌贼）的内蟹、昆虫的外壳，软体动物（如鱿鱼、乌贼）的内壳和软骨，高等植物的细胞壁等，甲壳素每年生命壳和软骨，高等植物的细胞壁等，甲壳素每年生命合成资源可达亿
28、吨，是地球上仅次于植物合成资源可达亿吨，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，是人类取之不竭的生物资纤维的第二大生物资源，是人类取之不竭的生物资源。源。第32页，共51页。壳多糖壳多糖(chitin)又称甲壳素、几丁质。又称甲壳素、几丁质。N-乙酰乙酰-氨基葡萄糖以氨基葡萄糖以-1,4苷键结合而成的一种氨基多苷键结合而成的一种氨基多糖。糖。CH2OHOORORCH2OHNHCOCH3NHCOCH3On第33页，共51页。甲壳素是一种天然高分子聚合物，属于氨甲壳素是一种天然高分子聚合物，属于氨基多糖，学名为基多糖，学名为（1 14 4）-2-2-乙酰氨基乙酰氨基-2-2-脱脱氧氧-D-D-葡萄
29、糖葡萄糖，单体之间以，单体之间以（1-41-4）糖苷）糖苷键连接，分子量一般在键连接，分子量一般在10106 6左右，理论含氮量左右，理论含氮量6.9%6.9%。甲壳素有甲壳素有，三种晶型，其中三种晶型，其中-甲甲壳素存在最丰富，也最稳定。由于大分子之间极壳素存在最丰富，也最稳定。由于大分子之间极强的氢键作用，导致其一般不溶于水，化学性质强的氢键作用，导致其一般不溶于水，化学性质非常稳定，因而应用有限，通常称其为几丁质。非常稳定，因而应用有限，通常称其为几丁质。自然界中甲壳素大多是与各不溶于水的无机盐及自然界中甲壳素大多是与各不溶于水的无机盐及蛋白质紧密结合在一起。蛋白质紧密结合在一起。第34
30、页，共51页。人们为了获取甲壳素，往往将甲壳人们为了获取甲壳素，往往将甲壳动物的外壳通过酸碱处理，脱去钙盐和动物的外壳通过酸碱处理，脱去钙盐和蛋白质，得到上述几丁质后，再用强碱蛋白质，得到上述几丁质后，再用强碱在加热条件下脱去分子中的乙酰基就可在加热条件下脱去分子中的乙酰基就可以转化为可溶性的壳聚糖，通常称为甲以转化为可溶性的壳聚糖，通常称为甲壳素。因为甲壳素的化学结构与植物中壳素。因为甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似，故又广泛存在的纤维素结构非常相似，故又称为动物纤维素。称为动物纤维素。第35页，共51页。第36页，共51页。第37页，共51页。应用：应用：片剂的稀释剂，
31、以改善药物的生物利用度及压片片剂的稀释剂，以改善药物的生物利用度及压片的流动性、崩解性和可压性。的流动性、崩解性和可压性。植入剂的载体，在体内具有可降解性。植入剂的载体，在体内具有可降解性。控释制剂的赋形剂和控释膜材料。控释制剂的赋形剂和控释膜材料。微囊和微球的囊材。微囊和微球的囊材。抗癌药物的复合物。抗癌药物的复合物。外科手术缝合线。外科手术缝合线。具有减肥，吸脂肪，降血脂，促进伤口愈合等作用。第38页，共51页。4.5.5 西黄蓍胶西黄蓍胶(tragacanth)为豆科植物西黄蓍胶树的树胶。为豆科植物西黄蓍胶树的树胶。水解可产生水解可产生L L-阿糖、阿糖、L-L-岩藻糖、岩藻糖、D D
32、-木糖、半乳糖和半乳糖醛酸。含有少木糖、半乳糖和半乳糖醛酸。含有少量的纤维素、淀粉、蛋白质等，分子量量的纤维素、淀粉、蛋白质等，分子量约为约为840,000840,000。用作口服制剂，食品中乳化剂和用作口服制剂，食品中乳化剂和助悬剂。乳膏、凝膏和乳剂。助悬剂。乳膏、凝膏和乳剂。第39页，共51页。4.5.6 黄原胶黄原胶 又称苫苷胶、汉生胶或黄单孢菌多糖。又称苫苷胶、汉生胶或黄单孢菌多糖。是甘蓝黑腐病黄单胞菌发酵产生的一种细菌胞外是甘蓝黑腐病黄单胞菌发酵产生的一种细菌胞外多糖。黄原胶是由多糖。黄原胶是由D-葡萄糖、葡萄糖、D-甘露糖、甘露糖、D-葡萄糖醛葡萄糖醛酸、乙酸、丙酮酸等非凝胶的多糖
33、重复结构组成的。每两酸、乙酸、丙酮酸等非凝胶的多糖重复结构组成的。每两重复结构单元中，其分子主链系由重复结构单元中，其分子主链系由-D-吡喃葡萄糖通过吡喃葡萄糖通过14键连接而成的。每两个葡萄糖单元都在一个键连接而成的。每两个葡萄糖单元都在一个C-3上连接上连接有一个三糖侧链。侧链是由两个甘露糖和一个葡萄糖醛有一个三糖侧链。侧链是由两个甘露糖和一个葡萄糖醛酸所组成的，其中末端酸所组成的，其中末端-D-吡喃甘露糖残基与吡喃甘露糖残基与-D-葡萄糖葡萄糖醛酸残基以醛酸残基以14键连接。比葡萄糖醛酸又和另一个末端键连接。比葡萄糖醛酸又和另一个末端为甘露糖，按为甘露糖，按12方式连接。连接主链的甘露糖
34、上的方式连接。连接主链的甘露糖上的C-6有一个乙酰基，此外，甘露糖的末端的有一个乙酰基，此外，甘露糖的末端的C-4、C-5上上又连有一个丙酮酸。又连有一个丙酮酸。P125第40页，共51页。具有优良特性，广泛用作食品添加剂，或石油、农具有优良特性，广泛用作食品添加剂，或石油、农业的增稠剂、悬浮剂与胶凝剂。业的增稠剂、悬浮剂与胶凝剂。低浓度下有高粘度低浓度下有高粘度高的假塑性，随着剪切速率增大，其水溶液的粘度高的假塑性，随着剪切速率增大，其水溶液的粘度呈可逆性下降呈可逆性下降在广泛的盐浓度、在广泛的盐浓度、pH与温度下，表现出异常的稳定与温度下，表现出异常的稳定性。性。所以在水溶性高分子中具有许
35、多优越的性能。所以在水溶性高分子中具有许多优越的性能。作为亲水性骨架缓释片材料具有重要作用。作为亲水性骨架缓释片材料具有重要作用。(P127)第41页，共51页。4.5.7 透明质酸透明质酸hyaluronic acid 1934年已为年已为Meger和和Palwer 发现发现，但长期以来均认为它是在结缔组织中起充填但长期以来均认为它是在结缔组织中起充填和支架作用的多糖，但近年来它的功能又有和支架作用的多糖，但近年来它的功能又有新的发现。新的发现。当组织中浓度高于当组织中浓度高于1mg/ml时，就产生时，就产生分子折叠，形成连续的三维网络。产生各种分子折叠，形成连续的三维网络。产生各种生理直接
36、效应。生理直接效应。第42页，共51页。即即产生流体阻力从产生流体阻力从0.1mg/ml0.1mg/ml升高到升高到10mg/ml10mg/ml时，阻力会增时，阻力会增大大10001000倍。倍。维持胶体渗透压，帮助维持体内水平衡和体内环境的稳定。维持胶体渗透压，帮助维持体内水平衡和体内环境的稳定。排阻效应，可以影响生物高分子的溶解度、空间构型、排阻效应，可以影响生物高分子的溶解度、空间构型、化学平衡与系统的渗透压。化学平衡与系统的渗透压。分子滤过效应，可以阻止病原播放或扩散。分子滤过效应，可以阻止病原播放或扩散。边缘对流效应。由于透明质酸的作用使密度呈逆转状态，边缘对流效应。由于透明质酸的作
37、用使密度呈逆转状态，因而介导某些分泌性物质因而介导某些分泌性物质(如胶元纤维如胶元纤维)的沉积。的沉积。其结构以其结构以-1,4-1,4葡萄糖醛酸和葡萄糖醛酸和-1,3-1,3乙乙酰氨基葡萄糖结合的双糖重复单元所构成的酰氨基葡萄糖结合的双糖重复单元所构成的粘多糖。粘多糖。P128P128 第43页，共51页。4.5.8 琼脂琼脂(agar)从海产红藻中生产的高分子物。早期用麒麟菜从海产红藻中生产的高分子物。早期用麒麟菜属植物，以后扩展使用石花菜、鸡毛菜和紫菜等。属植物，以后扩展使用石花菜、鸡毛菜和紫菜等。琼脂的结构是半乳聚糖。琼脂的结构是半乳聚糖。其可能的结构单元：其可能的结构单元：A:B:O
38、HOHOHOHOHCH2OSO3OMeOMeCH2O第44页，共51页。琼脂主要用于食品工业，以琼脂主要用于食品工业，以制作果冻、果酱，也可以用于炼制作果冻、果酱，也可以用于炼乳、冰淇淋或奶酪。乳、冰淇淋或奶酪。在医学与生物学上可作培养基在医学与生物学上可作培养基(载体载体)。用作缓释制剂辅料。用作缓释制剂辅料。第45页，共51页。第46页，共51页。4.5.9 海藻酸钠海藻酸钠(sodium alginate)褐藻胶褐藻胶(alginic acid)是亲水性的天然聚合物。是亲水性的天然聚合物。在我国为海藻多糖产品中的主要品种。褐藻胶系在我国为海藻多糖产品中的主要品种。褐藻胶系指褐藻酸与其盐类
39、的统称。是直链型指褐藻酸与其盐类的统称。是直链型(14)键合键合的古罗糖醛酸与甘露糖醛酸的共聚物。其分子中的古罗糖醛酸与甘露糖醛酸的共聚物。其分子中可能只含其中一种糖醛酸构成的连续链段，也可可能只含其中一种糖醛酸构成的连续链段，也可能是由两种糖醛酸的链段构成的嵌段共聚物。能是由两种糖醛酸的链段构成的嵌段共聚物。OHOHOHOHOHOHOHOHCOONaCOONa-L-古罗糖醛酸(G)-D-甘露糖醛酸(M)第47页，共51页。两种糖醛酸在分子中的比例变化，以及其所两种糖醛酸在分子中的比例变化，以及其所在位置不同，会导致褐藻胶的性质各异，如粘度、在位置不同，会导致褐藻胶的性质各异，如粘度、凝胶性、
40、离子选择性等。凝胶性、离子选择性等。链段刚性：链段刚性：聚古罗糖醛酸聚古罗糖醛酸 聚甘露糖醛酸聚甘露糖醛酸 两者混合两者混合第48页，共51页。生产褐藻酸的原料：生产褐藻酸的原料：(甘露甘露M M 古罗古罗G)G)掌状海带巨藻泡叶藻腔昆布羽叶藻长角藻M5961656231G4139353869M段40.638.412.7G 段17.720.760.5交替41.741.026.8第49页，共51页。工业上使用褐藻酸盐类，有工业上使用褐藻酸盐类，有NaNa+，K K+，NHNH4 4+等盐类。等盐类。无论是在水溶液中或是在含有一定分量水分的干品中，都无论是在水溶液中或是在含有一定分量水分的干品中，
41、都在不同程度上产生降解。在贮存中保质极为困难，在生产过在不同程度上产生降解。在贮存中保质极为困难，在生产过程中难于控制，在应用上也容易变质。程中难于控制，在应用上也容易变质。应用：应用：(1)增稠作用：具有较高的粘度，实用中，增加一些增稠作用：具有较高的粘度，实用中，增加一些Ca2+以以加强增稠作用。加强增稠作用。(2)凝胶作用凝胶作用(3)制备不溶性褐藻胶：成膜性与成纤性。这种膜对油与制备不溶性褐藻胶：成膜性与成纤性。这种膜对油与脂肪都是不渗透的，但可以透过水蒸汽。脂肪都是不渗透的，但可以透过水蒸汽。根据不同用途，可分为中、高、低粘度成品，一般分为根据不同用途，可分为中、高、低粘度成品，一般
42、分为食用级、药品级与工业级，用作分散剂、稳定剂、凝胶剂等。食用级、药品级与工业级，用作分散剂、稳定剂、凝胶剂等。第50页，共51页。4.5.10 白蛋白白蛋白(albuin)又称清蛋白，又称清蛋白，P132-133。分为人血白蛋白和胎盘白蛋白。分为人血白蛋白和胎盘白蛋白。注射剂中用作辅料：蛋白质类或酶类的稳定剂注射剂中用作辅料：蛋白质类或酶类的稳定剂 微球的材料微球的材料 抗癌药栓塞或干冻剂的载体抗癌药栓塞或干冻剂的载体 共溶剂共溶剂4.5.11 聚麦芽三糖聚麦芽三糖(pullulan)P133-134 在药剂领域中用作在药剂领域中用作膜剂、粘合剂、缓释片剂膜剂、粘合剂、缓释片剂第51页，共51页。
