Твердотельный синтез хитозана и получение материалов на его основе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

1ЭЭ

На правах рукописи

ЧЕРНЫШЕНКО АЛЕКСАНДР ОЛЕГОВИЧ

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ СИНТЕЗ ХИТОЗАНА И ПОЛУЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

02 00 06 - Высокомолекулярные соединения

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

2 4 МАЙ 2007

Москва - 2007

003060199

Работа выполнена на кафедре технологии химических волокон Московского государственного текстильного университета им А Н Косыгина

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор химических наук, профессор Вихорева Галина Александровна

доктор химических наук Бабиевский Кирилл Константинович

кандидат химических наук Немцев Сергей Владимирович

Российский химико-технологический университет им Д И Менделеева

Защита состоится «30» мая 2007г в 13

00

на

заседании

диссертационного совета Д212 139 01 при Московском государственном текстильном университете им АН Косыгина по адресу 119071, г Москва, ул Малая Калужская, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета им А Н Косыгина

Автореферат разослан «¿.о » апреля 2007 г

«25

Учёный секретарь диссертационного совета О /7 проф Зубкова Н С

Актуальность темы. Широко распространённый биополимер хитин и его производные, в частности хитозан, являются объектом интенсивных исследований во всём мире, благодаря актуальному сочетанию природного происхождения, биологической, сорбционной активности, волокно-, плёнкообразующей способности, гидрофильности, растворимости в доступных растворителях и наличию легко поддающихся модификации групп Изделия на основе хитозана уже нашли своё применение в таких областях как биотехнология, сельское хозяйство, фармакология, косметология, медицина, экология, химический анализ (хроматография, селективные электроды), пищевая промышленность и других Ряд производных и привитых сополимеров хитозана представляют интерес в качестве основы для новых композиционных материалов, полиэлектролитных комплексов и гидрогелей, носителей ферментов, лекарственных препаратов, рабочего слоя разделительных мембран, суперсорбентов и прочего

Внедрение хитозана во многом сдерживается его относительно высокой стоимостью, что обусловлено несовершенством технологии получения, в частности высоким расходом щёлочи для дезацетилирования хитина (15-20 моль щёлочи на основомоль хитина), большим расходом деионизованной воды для промывки получаемого хитозана и длительностью процесса Кроме того, использование растворов хитозана в биологических объектах ограничено тем, что рН растворов не может быть более 5, тогда как рН физиологических жидкостей в организме человека и других теплокровных млекопитающих может быть > 7 Это затруднение решают, получая производные хитозана с замещёнными функциональными группами или, что более предпочтительно, привитые сополимеры хитозана

Твёрдотельное экструзионное химическое модифицирование полисахаридов целлюлозы, хитина и хитозана, основы которого заложены российскими исследователями школы акад Н С Ениколопова, является одним из новых и перспективных подходов решения указанных проблем Данная работа, выполненная в рамках программы «Интеграция» и госбюджетной темы № 03-609-45 единого заказ-наряда Федерального агентства по образованию, является развитием исследований твердотельных реакций в полимерных системах

Целью работы является синтез хитозана и его привитого сополимера в твёрдом агрегатном состоянии под действием давления и пластического деформирования и исследование процесса превращения, структуры и свойств полученных продуктов реакции

Научная новизна. Впервые показано влияние катиона основания (МН4+, 1/, №+, К+) на степень дезацетилирования и молекулярную массу хитозана, полученного в условиях твёрдотельного дезацетилирования хитина в экстру-дере, и установлено, что КОН сильнее деструктирует полимер, чем №ОН при аналогичной степени превращения полимера, а менее сильное основание ЫН4ОН и оказывающий антифрикционный эффект 1_ЮН в условиях реакции неактивны

Установлено, что скорость твёрдотельного экструзионного синтеза хитозана контролируется химически Целевой процесс дезацетилирования хитина сопровождается разветвлением полимерных цепей в результате реакции концевой альдегидной группы с аминогруппой хитозана

Впервые путём совместно-последовательного щелочного дезацетили-рования хитина и поливинилацетата синтезированы привитые сополимеры хитозана и поливинилового спирта, установлена связь состава и строения продуктов с растворимостью в воде (холодной, горячей, с нейтральной, щелочной и кислой средой) и другими свойствами. |

Практическая ценность. Предложены оптимизированные условия получения и модифицирования хитозана посредством твёрдотельного экструзи-онного метода, а также оригинальный способ очистки хитозанэ от избытка NaOH путём экстракции реакционной массы смесью растворителей, обеспечивающих отсутствие щёлочных стоков, сохранение аморфной структуры и высокой реакционной способности полимера

Показано, что экструзионное дезацетилирование хитина в присутствии восстановителей приводит к снижению молекулярной массы и числа разветвлений образующегося хитозана, что важно для биохимического применения, в частности, инкапсулирования животных клеток, ферментов и других лекарственных препаратов

Расширен круг производных хитозана, получаемых твёрдотельным экс-трузионным модифицированием Предложены условия получения нового водорастворимого производного хитозана - его привитого сополимера с поливиниловым спиртом, растворы которого стабильны при рН 7 и выше и обладают хорошими плёнкообразующими свойствами С применением привитого сополимера получены микрокапсулы с животными клетками (мультиклеточ-ные сфероиды)

Личный вклад автора заключается в планировании и проведении синтеза и исследования полученных образцов, выборе методов исследования, интерпретации результатов, разработке метода выделения хитозана и его привитого сополимера, схемы фракционирования привитых сополимеров и аппаратурного оформления процессов. |

Публикации. По теме работы опубликовано 20 печатных работ, включая тезисы докладов на конференциях и 2 патента [

Апробация работы. Результаты работы были представлены на Межд студ конф «Фундаментальные науки - специалисту нового века» (Иваново, 2002), II Всеросс научная конф с межд участием «Физикохимия процессов переработки полимеров» (Иваново, 2002), Всеросс научно-технич конф «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Москва, 2002 и 2006), VII и VIII Межд конф «Современные перспективы в исследовании и использовании хитина и хитозана» (Санкт Петербург, 2003, Казань, 2006), 111 Всеросс. Каргинской конф «Полимеры-2004» (Москва, 2004); Межд научно-технич. конф «Энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства» (Иваново, 2004), 13th European Carbohydrate Symposium (Словакия, Братислава, 2005), European | Polymer Congress 2005 (Москва, 2005), VII международной научно-практической конференции "Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов" (Щёлково, 2005), IV Всерос Каргинской конф «Наука о полимерах 21-му веку» (Москва, 2007)

Структура диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах печатного текста и состоит из введения, литературного обзора (2 раздела), методического раздела, обсуждения результатов (2 раздела), выводов и списка

литературы, который содержит 104 ссылки Работа содержит 17 таблиц и 35 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, обоснована её актуальность, и сформулированы цели исследования Литературный обзор состоит из двух разделов Первый включает сведения о хитозане и его производных, в том числе сополимерах, в нём же проведён анализ сведений о водорастворимых полимер-полимерных композициях хитозана Второй раздел посвящен рассмотрению современных представлений о природе твердотельного химического взаимодействия в условиях пластической деформации и применению этого метода для дезацетилирования хитина и модификации хитозана посредством реакционной экструзии в твёрдом состоянии В методическом разделе приведены характеристики исходных веществ, используемые методы синтеза, выделения и анализа Описаны условия деформирования реакционной смеси при экструзионном синтезе

Первый раздел главы «обсуждение результатов» посвящён исследованию закономерностей экструзионного1 дезацетилирования твёрдого хитина, в частности влияния измельчения, размера и структуры частиц полимера на свойства образующегося хитозана Падение молекулярной массы хитина (ММ 650 кД) после его экструзионного размола при 5 и 180°С составляет 37 и 53% соответственно Использование однородного, мелкодисперсного хитина повышает степень дезацетилирования (СД) с 75 до 95% и выход хитозана ММ 55 - 150 кД с 75 до 96% Отмечено, что форма частиц хитина влияет на вероятность их превращения в хитозан Снижение СП хитозана по сравнению с исходным хитином связано с механоактивированной хемодеструкцией Однако, на основании того, что хитозан при его экструдировании не только измельчается, но и теряет растворимость предложена схема образования ветвлений на полимерной цепи хитозана за счёт реакции концевых альдегидных и звеньевых аминогрупп (рис 1)

Изучено влияние различных оснований на СД и ММ образующегося хитозана Установлено, что гидроксид аммония и гидроксид лития не активны при экструзионном дезацетилировании хитина Замена NaOH на более активный КОН показала, что реакция имеет химический контроль, так как у образующегося хитозана СД растет, а ММ снижается Введение в реакционную смесь восстановителей - боргидрида и дитионита натрия - приводит к существенному падению ММ хитозана, получаемого в экструдере (таблица 1), тогда как у хитозана, полученного в суспензионном процессе, ММ растет Действие выбранных восстановителей, очевидно, связано с восстановлением концевых альдегидных групп, что предотвращает образование разветвленных макромолекул Кроме того, в суспензионном процессе дезацетилирования скорость образования азометиновых групп ограничена диффузией

1 Твердотельный синтез и ряд исследований полученных продуктов проведены в ИСПМ им Н С Ениколопова РАН под руководством А Н Зеленецкого, которому автор выражает большую благодарность

„он

CH2

Хитозановая У^ 0ч9Н

NHa

Полуацетальная форма

Модель разветвленной хитозановой макромолекулы

Рис 1 Схема образования разветвлённых макромолекул хитозана за счет реакций его аминогрупп с альдегидными

Таблица 1

Влияние восстановителей на характеристику хитозана, полученного

Образец хитозана Щёлочь Восстановитель, % от хитина Выход хитозана, г/г L хитина Растворимость, % сд. % ММ, кД

ХЭ-14 №ОН Нет 0,81 73,0 79 150

ХЭ-15 №ОН №ВН4, 5% 0,73 82,5 86 88

ХЭ-16 КОН Нет 0,70 91,0 80 101

ХЭ-17 КОН №ВН<,1% 0,65 94,3 81 75

ХЭ-18 ЫаОН Нет 0,74 82,0 72 116

ХЭ-19 №ОН ЫаВН4, 1% 0,75 86,5 78 94

ХЭ-20 ЫаОН ЫаВН4, 2% 0,76 87,0 75 78

ХЭ-21 №ОН Ма25204, 5% 0,70 85,6 74 74

ХЭ-22 ЫаОН Ма23204120% 0,78 88,0 78 43

Образцы получены на жёстком наборе кулачков при соотношении хитин щелочь 1 5 основомоль/моль и температуре 180°С

С целью сохранения структуры хитозана в процессе его выделения из реакционной массы был разработан и запатентован новый способ очистки хитозана от ацетата натрия и избыточной щелочи в условиях, исключающих набухание, пластификацию и кристаллизацию полимера Способ заключается в экстракции реакционной массы смесью этилового спирта, воды и этилацетата, который превращает щелочь в ацетат натрия по реакции

о

о

II

•С2Н5 + NaOl I

ONa

Структура и строение образцов хитозана, полученных твёрдотельным способом, были изучены методами электронной микроскопии, рентгенострук-турного анализа, термического анализа, ядерного магнитного резонанса 1 С и ИК-спектроскопии Рентгеноструктурным исследованием доказано, что в процессе пластической деформации реагентов в экструдере их смешение происходит на сегментально-молекулярном уровне, в результате чего кинетика протекающей реакции имеет химический, а не диффузионный контроль На степень кристалличности (СК) хитозана наиболее сильное влияние оказывает способ его выделения Так, СК образцов суспензионного и экструзионного хитозана, выделенных промывкой водой и диализом водного раствора, равны (40 - 43%), несмотря на 8-ми кратное отличие их молекулярных масс Выделение диализом и промывкой можно считать тождественными, с точки зрения воздействия условий на процесс кристаллизации хитозана Экструзионный хитозан, выделенный экстракцией смесью спирт-вода-этилацетат, имеет наименьшую СК, что объясняется сохранением постреакционного разупорядоче-ния структуры Обработка хитозана на наковальне Бриджмена показывает, что не столько химическое взаимодействие, сколько пластическое течение является фактором, приводящим к разрушению кристаллитов В целом же химическое строение экструзионного хитозана, идентично химическому строению суспензионного хитозана, а наиболее существенным отличием является его меньшая молекулярная масса и наличие разветвлений

Изучена плёнкообразующая способность 15-20% растворов экструзионного хитозана, вязкость которых находится на уровне десятков Па с и сопоставима с вязкостью формовочных растворов других полимеров Эксперимент по формованию пленок испарением растворителя при 20°С из растворов хи-тозанов с различной молекулярной массой в муравьиной и уксусной кислотах показал, что пленки из низкомолекулярных хитозанов 50-60 кД, в отличие от прозрачных, бездефектных и прочных (разрывное напряжение 90-130 МПа) пленок из более высокомолекулярных хитозанов (180 - 300 кД), характеризуются мутностью и низкой прочностью Переход к полимеру с большей молекулярной массой обеспечивает получение более однородных и прочных пленок, причем для уксуснокислых форм это происходит при меньших величинах ММ полимера Формование пленок испарением растворителя при 120°С приводит к получению однородных и прочных плёнок из растворов хитозанов с ММ 50300 кД в муравьиной и уксусной кислотах Исследование поверхности пленок методом электронной микроскопии подтвердило факт фазового разделения при высыхании растворов низкомолекулярных хитозанов На рис 2а) и б) микрофотографий пленок, полученных из растворов хитозана с ММ бОкД в муравьиной и уксусной кислотах испарением растворителя при 20°С, видна выраженная пористая поверхность с непрерывной хитозановой фазой, при этом более развитой пористостью обладает пленка, полученная из раствора в 4% муравьиной кислоте Подобной структурой обладают разделительные, в частности, микрофильтрационные мембраны, формуемые в условиях контролируемого фазового разделения Для сравнения на рис 2в представлена от-

носительно гладкая поверхность хитоэановой пленки, полученной испарением растворителя при 120°С из раствора ХЭ (бОкД) а муравьиной кислоте.

в

Второй раздел главы «обсуждение результатов» посвящен синтезу и исследованию привитых сополимеров хптозана и поливинилового спирта (ПВС). В работе для получения привитого сополимера предложен метод воздействия на полимеры давления и сдвиговых напряжений, позволяющий активировать неактивные в обычных условиях концевые альдегидные группы ПВС, которые становятся реакционноспособными по отношению к хитозану. Особенностью предлагаемого метода является также использование в качестве исходных полимеров хитина и попивинилацетата (ПВА), совместное щелочное дезацетилирование которых 8 процессе соэкструзии приводит к образованию реакционной массы для получения привитых сополимеров (рис.3). Сдепано предположение о том, что наилучшее распределение реагентов и наибольший выход привитого сопопимера можно попучить пибо при совместном деэацетилироэании хитина и ПВА, либо при дезацетилировании ПВА в среде свежесинтезированного и наиболее реакционноспособного аморфного хитоэана. Макромолекулы хитоэана и ПВС могут взаимодействовать, образуя азометиновые связи между аминогруппами хитоэана и концевыми альдегидными группами ПВС, продуктами гидролиза и изомеризации концевой вини-ленацетатной группы поливинилацетата или проду|ста механокрекинга поливинилового спирта. В получаемом сополимере хитозан играет роль хребта, а макромолекулы ПВС - привитых цепей.

ОССН,

-f СН,- СН^СНг=6и TCflgo^ +сн>- CH^CH2-Ct°

ососн.

6иИ '

ЪПг

sQH Хо NH

н,сс=о

NaOH Р, 5. "CHjCOONa

ОН

,0Н СНг

<он

NH, .

6иН

L»rl?

N

-f СН2- CH-fcCH2-CH ОН

Рис 3 Образование из поливинилацетата и хитина поливинилового спирта и хитозана, сопровождаемое их взаимодействием

Общепринятым доказательством образования сополимера является поведение полимерной системы в растворе, при этом для изучаемой системы в зависимости от содержания полимерных блоков и их взаимодействия между собой можно ожидать резкого изменения растворимости в различных растворителях Очевидно, что фракция, обогащенная хитозаном, будет растворяться в кислых водных средах, а фракции с большим содержанием ПВС будут растворимы в горячей (90-95°С) или холодной (20-25°С) воде в зависимости от степени омыления, молекулярной массы, интенсивности межмолекулярного взаимодействия и кристалличности2 Для выделения фракций, содержащих частично омыленный поливинилацетат, использовали экстракцию ацетоном и азеотропной смесью этанол-вода Для исследования состава продуктов экс-трузионного дезацетилирования смеси хитина и ПВА использовали также качественную реакцию на аминогруппы с нингидрином, потенциометрическое кислотно-основное титрование, ИК-спектроскопию, элементный, рентгеност-руктурный и термический анализы

Фракционный состав продукта экструзионного модифицирования экви-мольной смеси хитина и ПВА, полученного при низкотемпературном дезаце-тилировании в присутствии 5 моль щелочи, в частности высокое содержание в нем исходных хитина и поливинилацетата говорит о том, что данные условия обработки не являются эффективными для дезацетилирования исходных полимеров и не обеспечивают высокий выход привитого сополимера

Задача повышения выхода привитых сополимеров была решена разделением синтеза на два этапа дезацетилирование хитина при 180°С с последующим добавлением к реакционной массе ПВА и повторной ее экструзией при 60 и 100°С Для более равномерного смешения и устранения проскока между кулачками экструдера ПВА вводили в реакцию с изопропанолом, не образующим жидкой .фазы Присутствие спирта в зоне экструзии изменяет механизм реакции расщепления сложноэфирных связей со щелочного омыления на алкоголиз, катализатором которого служат алкоголяты щелочных металлов, образующиеся при взаимодействии спирта и щёлочи Очистку продукта проводили экстракцией смесью этилацетат-спирт-вода и элекгродиали-

2 Ниже эти фракции будем обозначать КВ, ХВ и ГВ, соответственно, а нераствори мую в водных средах фракцию - НР

зом до полного обессоливания Фракционный состав продуктов (таблица 2) исследовали методом последовательной обработки водой при комнатной

Таблица 2

Фракционный анализ продуктов совместного щелочного дезацетилирования _хитина и поливинилацетата и данные исследования фракций_

Фракция Доля, масс % Соотношение Хитозан / ПВС Описание обрг 1зца

ИКС элем анализ

масс мол мол

ХВ 30 80/20 50/50 40/60 Оптич прозрачные пленки с гомогенной структурой, хрупкие СД 0 98± 0 02

ГВ 30 15/85 5/95 6/94 Оптич прозрачные пленки с гомогенной структурой, хорошей мек прочностью СД 0 98± 0 02

KB 40 98/2 90/10 - СД 0 95 ± 0 02 I

Хитозан, полученный твердотельным синтезом в отсутствие ПВА СД 0 90 ± 0 02, ММ 60,000 СК 25-30% I

температуре, водой при повышенной температуре (80-90 сС), 2%-ной уксусной кислотой Важно, что полученные продукты не содержат нерастворимых в водных средах фракций (нейтральных и кислых), а содержание остаточных ацетамидных и ацетатных звеньев в образовавшихся хитозане и ПВС, соответственно, по данным ИК-спекгроскопии не превышало 1-2% Как уже было сказано, прививка ПВС на хитозан протекает за счет конденсации концевых альдегидных групп ПВС с аминогруппами хитозана с образованием азомети-новых связей (-N=C-) (рис 3) Другие альтернативные пути - реакция кето групп продуктов окисления основной цепи ПВС или радикальная прививка за счет рекомбинации механически инициированных свободных радикалов маловероятны, так как должны приводить к образованию сшитых и нерастворимых продуктов

Полученные сополимеры сравнивали с модельными смесями того же состава ИК-спектры пленки из сополимера, растворимого в горячей и холодной воде (фракция ГВ и ХВ), и модельной пленки из смеси хитозана с ПВС, с заданным содержанием хитозана 5% мол приведены на рис j4 В качестве внутреннего стандарта для сопоставления спектров использована полоса поглощения деформационных колебаний метиленовых групп ПВС при 850 см'1

ИК-спектры свидетельствуют о высоком (50% моль) содержании хитозана в исследуемой фракции Однако, полоса поглощения образовавшихся узлов прививки (азометиновые связи -N=C-) проявляется лишь как плечо в области 1630 см'1 полосы поглощения свободных первичных аминогрупп (1600 см"1) в спектре сополимера с эквимольным содержанием ¿звеньев гомо-полимеров (рис 4, ХВ), что не позволяет провести надежную количественную оценку их содержания |

Природа связи в узлах прививки подтверждается ее способностью гид-ролизоваться при длительном выдерживании пленок из сополимера в воде В кислых водных средах гидролиз ускоряется По данным ИКС содержание хитозана в сополимере при этом снижается Восстановление азометиновых свя-

и

зей в полученных продуктах с помощью №ВН4 до вторичного амина приводит к стабильности состава сополимеров при хранении растворов в водных и вод-нокислотных средах и при переосаждении Многократное переосаждение фракций КВ из кислой среды в щелочную и переосаждение водорастворимых фракций в ацетон не изменяет их химического состава

х а>

о

Е

о С

6,5 мол % хитозана,

2000 1600 1600 1400 1200 1000 600

Рис. 4 ИК-фурье спектры пленок Хитозан/ПВС Композитная пленка Получив привитые сополимеры, установив связь фракционного состава получаемых продуктов с растворимостью в разных средах и показав их пленкообразующие свойства, целесообразно было исследовать особенности надмолекулярной структуры и влияние состава и структуры на ряд других свойств например, термических, деформационно-прочностных, биоразлагаемость пленок из них

600см400

Наиболее информативным методом исследования надмолекулярной структуры полимеров является метод дифракционного рассеяния рентгеновских лучей Нефракционированный продукт прививки обладает меньшей степенью кристалличности Степень кристалличности хитозана, осаждаемого щёлочью из раствора КВ в 2% уксусной кислоте составляет 40% против 25% для образца экструзионного хитозана, переосажденного в аналогичных условиях, что свидетельствует о пониженном числе дефектов (в том числе ветвлений) у макромолекул хитозана, полученного соэкструзией с ПВА

Дифрактограмма фракции ГВ с содержанием хитозана 15 мас% представляет собой типичную дифрактограмму чистого ЛВС (рис 5а, кривая 1) Степень кристалличности полимера растет при удалении воды путем кратковременного отжига при 120°С (кривая 2) и снижается при выдерживании пленки при 100%-ой влажности (кривая 3) Дифрактограмма фракции ХВ сополимера с равным мольным соотношением звеньев ПВС и хитозана, в существенной степени отражает физическую структуру хитозана с высокой степенью кристалличности (рис 56, кривая 1) Температурная обработка этого образца приводит к потере кристаллической структуры хитозана и появлению рефлексов кристаллической структуры ПВС при значениях угла дифракции 29 близких к 11 и 19° (кривая 2) Эти изменения полностью обратимы, и картина возвращается к исходной при набухании образца при 100%-ной влажности (кривая 3)

Следует отметить, что пленка, полученная из сополимера с равным мольным соотношением звеньев ПВС/хитозан, растворимого в воде при комнатной температуре (фракция ХВ), растворяется в воде только при нагревании Очевидно, что это связано с кристаллизацией привитых цепей ПВС Действительно, данные ДТА-анализа переосажденной фракции ХВ показывают,

/(отед.)

Рис. 5. Дифрактограммы образца с содержанием хитозана 5% мол (15% масс), фракция ГВ (а) и с содержанием хитозана 50% мол (80% масс), фрак, ция ХВ(б)

что при нагрева» т образца наблюдается пик плавления ПВС с некоторым смещением максимума в сторону низких температур, что может быть связано с дефектностью структуры, вносимой узлами прививки При температуре выше 260° С начинается деструкция сополимера, заключающаяся |в эндотермическом процессе дегидратации ПВС Этот процесс доминирует и перекрывает экзотермический процесс термоокислительной деструкции

Проведены физико-механические исследования пленок из сополимеров и смесей гомополимеров В таблице 3 приведены статистически обработанные результаты испытания модельных и сополимерных плёнок, в виде зависимости прочности, модуля упругости и удлинения от содержания хитозана

Таблица 3

Соотношение звеньев полимеров в пленке хитозан ПВС г/г Прочность, ст, МПа Модуль упругости, Е, МПа Удлинение, %

0 100 61,2 3098 2,3

10 90 102,4 2334 4,6

20 80 I 89,9 1908 I 5,3

30 70 92,1 2097 I 5,7

40 60 83,6 1856 5,5

70 30 66,2 1679 I 4,9

80 20 78,0 2120 4,4

фракция ГВ 81,3 2536 4,2

фракция ХВ 57,6 1444 I 5,1

Как видно из данных таблицы, все смесевые композитные пленки обладают хорошей механической прочностью и за счет предотвращения ¡кристаллизации ПВС в присутствии хитозана показывают увеличение разрывной прочности и удлинения при разрыве по сравнению с пленками из чистого ПВС Это свидетельствует о достаточно равномерном распределении дисперсной фазы (хитозан) в полимерной матрице (ПВС) Увеличение содержания хитозана в смеси лриводит к снижению модуля упругости и росту относительного удли-

нения. Хотя прочность пленки, содержащей 80% относительно низкомолекулярного хитозана, необладающего хорошими прочностными свойствами, даже несколько выше, чем у пленки из чистого ПВС. Последнее, по-видимому, обусловлено как образованием сетки межмолекулярных водородных связей между хитоэаном и ПВС, так и спецификой морфологии пленш: равномерным распределением дисперсной фазы (хитоэан) в дисперсионной среде (ПВС) Пленки из раствора сополимера с содержанием хитозана 15 масс.% (фракция ГВ) имеют некоторое увеличение модуля упругости при незначительном снижении прочности при разрыве по сравнению с модельными пленками с близким соотношением компонентов в смеси.

Выполнены предварительные исследования возможности применения полученных материалов для биомедицинских целей, в частности для инкапсулирования белков и животных клеток (рис. 6), для создания покрытий на раны с включенными в их структуру биологически активными веществами, которые показали их большую перспективность для решения поставленных задач. Полученные сополимеры являются также эффективными стабилизаторами концентрированных дисперсий наночастиц в полимерной матрице, что значительно расширяет область их практического применения.

Отмечено, различие в скорости биодеградации пленки из привитого со-попимера и пленки из смеси хитозана и ПВС того же состава. Меньшая скорость биодеградации пленки из сополимера обусловлена, однородностью структуры и тем, что синтетический полимер и природный связаны ковалент-ной связью.

Рис, 6. Микрокапсулы на основе привитого сополимера хитозана с ПВС

1 день

10 день

14 день

ВЫВОДЫ

1. При твердотельном экструзионном синтезе хитозана в условиях, обеспечивающих сохранение передачи механической энергии на реагенты, щелочное дезацетилирование хитина контролируется химически, вследствие чего при одинаковом мольном соотношении хитина и щелочи ЫаОН менее активен, чем более основный КОН, а с УОИ, оказывающим антифрикционный эффект и нарушающим передачу механического усилия, реакция вообще не идет.

Показано, что из-за высокой активности функциональных групп хитозана -амино- и концевых альдегидных твердотельный синтез полимера сопровождается разветвлением его цепей Восстановление альдегидных групп полисахарида предотвращает процесс ветвления и приводит к падению ММ получаемого хитозана

Предварительное измельчение хитина позволяет интенсифицировать процесс его твердотельного дезацетилирования, а протекающее при этом объемное пластическое деформирование частиц полимера и щелочи приводит к их аморфизации без изменения размера Кристаллическая фаза хитозана формируется под воздействием влаги, сорбируемой реакционной массой, при ее выдерживании

Предложен оригинальный способ очистки хитозана от избытка щелочи, практически исключающий использование воды, образование большого количества щелочных стоков и особенно эффективный при В1!>|делении хитозана от твердотельной и мелкодисперсной реакционной смеси Получаемый таким способом хитозан характеризуется более аморфной структурой и высокой реакционной способностью

Показано влияние молекулярной массы хитозана, типа аниона протони-рующей кислоты и температуры испарения растворителя на возможность протекания фазового разделения и формирование пленок с пористой структурой

Показано, что при совместно-последовательном твердотельном экструзи-онном дезацетилировании смеси хитина и поливинилацетата образуются привитые сополимеры хитозана и поливинилового спирта. Проведено фракционное разделение продуктов прививки и показана высокая степень прививки ПВС на хитозан и растворимость продуктов в нейтральных водных средах, что важно для их медико-биологического применения Механические свойства пленок из привитых сополимеров практически не уступают свойствам композитных пленок с аналогичным составом, но полученных из смешанного раствора ПВС и ацетата хитозана | Исследование морфологических, теплофизических и рентгеноструктурных характеристик различных фракций привитых сополимеров хитозана и ПВС подтверждает их строение Методом атомно-силовой микроскопии пленочных образцов показано, что привитой сополимер в отличие от хитозана компатибилизуется с ПВС без четкой фазовой границы

Основные результаты работы содержаться в следующих публикациях

Чернышенко А О , Акопова Т А , Вихорева Г А Применение твердофазных процессов для дезацетилирования хитина II Тез докп межд студ конф «Фундаментальные науки - специалисту нового века», Иваново «Иваново», 2002, С 203-204 Чернышенко А О , Акопова ТА , Вихорева ГА , Роговина С 3 , Оболонкова Е С , Зеленецкий А Н Модифицирование полисахаридов в твердом состоянии // Тез докп II всеросс науч конф с межд участием «Физикохимия процессов переработки полимеров» Иваново «Иваново», 2002, С 74 | Горбачева И Н , Вихорева Г А, Чернышенко А О Получение полимерных композиций на основе полисахаридов в условиях твердотельного модифицирования // Тез докл всеросс научно-технич конф «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 02), М МГТУ, 2003, С 128

4 Вихорева Г А , Чернышенко А О , Акопова Т А, Зеленецкий С Н , Зеленецкий А Н Структурные и химические превращения хитина при экструзионной обработке и оптимизация условий получения хитозана // Химическая технология, 2003, №5, С 18-25

5 Чернышенко А О , Акопова Т А , Вихорева Г А , Зеленецкий С Н , Зеленецкий А Н Роль стабилизаторов, восстановителей и природы основания при твердотельном дезацетилировании хитина // Мат VII межд конф «Современные перспективы в исследовании и использовании хитина и хитозана» М ВНИРО, 2003 С 58-59

6 Акопова Т А, Чернышенко А О , Зеленецкий С Н , Зеленецкий А Н , Вихорева Г А Влияние условий механического воздействия на молекулярную массу полисахаридов // Тез докл III всеросс Каргинской конф «Полимеры-2004», М МГУ, Т2, С 111

7 Федоров М Б, Чернышенко А О , Вихорева Г А Разработка условий получения хитозановых пленок//Тез докл межд научно-технич конф «Энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства», Иваново «Иваново», 2004, Т 2, С 16

8 Чернышенко АО, Вихорева ГА Влияние молекулярной массы хитозана на структуру и свойства пленок, сформованных по сухому способу из растворов полимера в муравьиной и уксусной кислотах // Сб асп раб, М МГТУ, 2005, №9, С 110-115

9 Вихорева Г А , Гальбрайх J1 С , Горбачева И Н , Чернышенко А О Разработки кафедры ТХВ в области модифицирования полисахаридов хитина и хитозана II Полимеры и полимерные материалы синтез, строение, структура, свойства / Сб научных трудов под ред д х н проф Гальбрайха Л С М МГТУ, 2005, 332с, С 92-101

10 Чернышенко А О , Вихорева Г А , Гальбрайх Л С Способ выделения очищенного хитозана // заявка № 2005113211/15 от 03 05 2005 Решение о выдаче патента РФ №2286352 от 23 05 2006

11 Чернышенко А О , Акопова Т А , Могилевская Е Л , Зеленецкий С Н , Вихорева Г А, Зеленецкий А Н Реакционное смешение хитина и поливинилацетата в твердом агрегатном состоянии // Химическая технология, 2006, №2, С 20-24

12 ТА Akopova, АО Chernyshenko, Е L Mogilevskaya, А N Zelenetskn, LV Vladimi-rov, А N Qzerin Novel chitosan-based water-soluble graft-copolymers obtained by solid state synthesis //Abstr 13th European Carbohydrate Symposium, Bratislava, Slovakia, 2005, OP 3

13 T Akopova, A Chernyshenko, L Vladimirov, E Mogilevskaya, A Ozenn, S Zelenet-ski, A Zelenetski, G Vikhoreva Novel polysaccharide-based materials obtained by solidstate co-extrusion II Ext abstr European Polymer Congress 2005 (CD), Moscow, Russia P5 2-2, Ref 3975

14 T Akopova, E Markvicheva, L Vladimirov, V Zhorin, A Zelenetski, A Chernyshenko, К Stashevskaya, N Novikova, L Rumsh Water-soluble grafted chitosan derivatives for biomedical applications II Ext abstr European Polymer Congress 2005 (CD), Moscow, Russia P4 2-2, Ref 3496

15 Акопова T A, Марквичева E A , Сташевская К С , Чернышенко А О , Жорин В А, Румш Л Д , Зеленецкий А Н Механохимический синтез систем с пролонгированным выделением терапевтических агентов для лечения ран II Мат VII межд научно-практической конф "Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов", Щелково, 2005, С 502-506

16 Озерин А Н , Зеленецкий А Н , Акопова ТА , Зеленецкий С Н , Владимиров Л В , Жорин В А , Могилевская Е Л , Чернышенко А О , Вихорева Г А Способ получения привитых сополимеров хитина и хитозана с синтетическими полимерами //

\

4Ц

заявка № 2005128133 от 09 09 2005 Решение о выдаче патента РФ от 28 09 2006

17-Акопова Т А, Зеленецкий А Н , Владимиров J1 В, Чернышенко А О , Могилевская Е Л , Жорин В А, Зеленецкий С Н , Марквичёва Е А , Озерин А Н Реакционное смешение хитозана новый подход к получению материалов биомедицинского применения // Мат VIII межд конф «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана (РосХит 2006)», М ВНИРО, 2006, С 10-13 |

18 Чернышенко А О , Акопова ТА , Семёнова Г К, Кечекьян А С , Владимиров Л В , Зеленецкий А Н , Вихорева Г А Полимерные материалы на основе хитозана с улучшенными механическими свойствами II Мат VIII межд конф «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана (РосХит 2006)», М ВНИРО, 2006, С 150-152

19 Зайцева-Зотова Д С , Хмелев Г В , Чернышенко АО , Акопова ТА , Зеленецкий А Н , Ерохина Т Н , Марквичёва Е А Микрокапсулы на основе хитозана и его производных для получения мультиклеточных раковых сфероидов // Мат VIII межд конф «Современные перспективы в исследовании хитийа и хитозана (РосХит 2006)», М ВНИРО, 2006, С 200-204

20 Акопова ТА, Чернышенко АО , Владимиров Л В , Кузнецов А А, Зеленецкий А Н Синтез биф! льных систем на основе полисахаридов и полиэфиров при пластическом течен1 < // Тез докл IV всерос Каргинской конф «Наука о полимерах 21-му веку», 2007, М МГУ, Т 2, С 20

Подписано в печать 26 04 07 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ Услпечл 1,0 Заказ 195 Тираж 80 МГТУ им А Н. Косыгина, 119071, Москва, ул Малая Калужская, 1

Список принятых сокращений

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Хитозан, полимер-полимерные композиты, производные хитозана и 7 сополимеры на его основе.

1.2. Твёрдотельный метод синтеза органических соединений и применение 16 его для модификации хитина

2. Методический раздел

3. Обсуждение результатов

3.1. Получение хитозана дезацетилированием хитина в твёрдом 40 агрегатном состоянии экструзионным способом

3.1.1. Морфологические исследования хитина и продуктов его 41 экструзионного размола

3.1.2. Влияние типа основания на глубину экструзионного 52 дезацетилирования хитина

3.1.3. Исследование влияния добавок восстановителей на характеристики 56 получаемого хитозана

3.1.4. Очистка хитозана экстракцией органическими растворителями

3.1.5. Исследование физико-химических свойств хитозана, полученного 67 экструзионным способом

3.1.6. Плёнкообразующая способность хитозана, полученного 78 экструзионным способом

3.2. Привитые сополимеры поливинилового спирта и хитозана

3.2.1. Получение и исследование продуктов совместного экструзионного 82 дезацетилирования хитина и поливинилацетата

3.2.2. Получение, состав и растворимость продуктов последовательного 85 твердотельного экструзионного дезацетилирования хитина и ПВА

3.2.3. Структура и свойства пленок из продуктов твердотельного 91 экструзионного модифицирования хитина, хитозана, в том числе привитого сополимера хитозана с поливиниловым спиртом

Выводы

Актуальность темы. Широко распространённый биополимер хитин и его производные, в частности хитозан, являются объектом интенсивных исследований во всём мире, благодаря актуальному сочетанию природного происхождения, биологической, сорбционной активности, волокно-, плёнкообразующей способности, гидрофильности, растворимости в доступных растворителях и наличию легко поддающихся модификации групп. Изделия на основе хитозана уже нашли своё применение в таких областях как: биотехнология, фармакология, косметология, медицина, экология, химический анализ (хроматография, селективные электроды), пищевая промышленность, агрономия и других. Ряд производных и привитых сополимеров хитозана представляют интерес в качестве основы для новых композиционных материалов, полиэлектролитных комплексов и гидрогелей, носителей ферментов, лекарственных препаратов, рабочего слоя разделительных мембран, суперсорбентов и прочего.

Внедрение хитозана во многом сдерживается его относительно высокой стоимостью, что обусловлено несовершенством технологии получения, и, в частности, высоким расходом щёлочи для дезацетилирования хитина (15-20 моль щёлочи на основомоль хитина), большим расходом деионизованной воды для промывки получаемого хитозана и длительностью процесса.

Использование растворов хитозана для биологических объектов ограничено тем, что их рН не может быть более 5, тогда как рН физиологических жидкостей для человека и других теплокровных млекопитающих составляет 7-7,5. Это затруднение решают, получая производные хитозана с замещёнными функциональными группами или, что более предпочтительно, получают привитые сополимеры хитозана.

Твёрдотельное экструзионное химическое модифицирование хитина и хитозана с целью получения их производных и привитых сополимеров является одним из новых и перспективных подходов решения указанных проблем.

Целью работы является синтез хитозана и его привитого сополимера в твёрдом агрегатном состоянии под действием давления и пластического деформирования и исследование процесса превращения, структуры и свойств полученных продуктов реакции.

Научная новизна. Впервые показано влияние катиона основания (NH4+, Li+, Na+, К+) на степень дезацетилирования и молекулярную массу хитозана, полученного в условиях твёрдотельного дезацетилирования хитина в экструдере, и установлено, что КОН сильнее деструктирует полимер, чем NaOH при аналогичной степени превращения полимера, a NH4OH и LiOH в условиях реакции неактивны.

Установлено, что скорость твёрдотельного экструзионного дезацетилирования хитозана контролируется химически. Целевой процесс дезацетилирования хитина сопровождается разветвлением полимерных цепей в результате реакции концевой альдегидной группы с аминогруппой хитозана.

Впервые путём совместно-последовательного щёлочного дезацетилирования хитина и поливинилацетата синтезированы привитые сополимеры хитозана и поливинилового спирта, установлена связь состава и строения продуктов с растворимостью в воде (холодной, горячей; нейтральной, щелочной и кислой средой) и другими свойствами.

Практическая значимость. Предложены условия получения и модифицирования хитозана посредством твёрдотельного экструзионного метода, а также оригинальный способ очистки хитозана от избытка NaOH путём экстракции реакционной массы смесыо растворителей, обеспечивающих отсутствие щелочных стоков, сохранение аморфной структуры и высокой реакционной способности полимера.

Показано, что, экструзионное дезацетилирование хитина в присутствии восстановителей по сравнению с процессом без добавок, приводит к снижению молекулярной массы (18-40кД) и числа разветвлений образующегося хитозана, что важно для биохимического применения, в частности, инкапсулирования животных клеток, ферментов и других лекарственных препаратов.

Расширен круг производных хитозана, получаемых твёрдотельным экструзионным модифицированием. Предложены условия получения нового водорастворимого производного хитозана - его привитого сополимера с поливиниловым спиртом, растворы которого стабильны при рН 7 и выше и обладают хорошими плёнкообразующими свойствами. С применением привитого сополимера получены микрокапсулы с животными клетками (мультиклеточные сфероиды).

На защиту выносятся результаты синтеза и исследования строения хитозана и его привитого сополимера с поливиниловым спиртом, получаемых в условиях пластического деформирования твёрдой реакционной массы в экструдере.

Личный вклад автора заключается в планировании и проведении синтеза и исследования полученных образцов, выборе методов исследования, интерпретации результатов, разработке метода выделения хитозана и его привитого сополимера, схемы фракционирования привитых сополимеров и аппаратурного оформления процессов.

Публикации. По теме работы опубликовано 20 печатных работ, включая тезисы докладов на конференциях.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на: Межд. студ. конф. «Фундаментальные науки - специалисту нового века» (Иваново, 2002); II Всеросс. научная конф. с межд. участием «Физикохимия процессов переработки полимеров» (Иваново, 2002); Всеросс. научно-технич. конф. «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Москва, 2002 и 2006); VII и VIII Межд. конф. «Современные перспективы в исследовании и использовании хитина и хитозана» (Санкт Петербург, 2003; Казань, 2006); III Всеросс. Каргинской конф. «Полимеры-2004» (Москва, 2004); Межд. научно-технич. конф. «Энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства» (Иваново, 2004); 13th European Carbohydrate Symposium (Словакия, Братислава, 2005); European Polymer Congress 2005 (Москва, 2005); VII международной научно-практической конференции "Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов" (Щёлково, 2005); IV Всерос. Каргинской конф. «Наука о полимерах 21-му веку» (Москва, 2007).

Структура диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах печатного текста и состоит из введения, литературного обзора (2 раздела), методического раздела, обсуждения результатов (2 раздела), выводов и списка литературы, который содержит 103 ссылки. Работа содержит 17 таблиц и 35 рисунков.

1. Чернецкий В.Н., Нифантьев Н.Э. Хитозан - вещество XX1.века. Есть ли у него будущее в России? // ЖРХО.№1. 1997.-е. 80

2. Быков В.П. Состояние и перспективы развития производства хитина, хитозана и продуктов на их основе из панциря ракообразных // Материалы 5-ой всесоюзной конференции "Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана".-М.-Щёлково.-1999,ВНИРО-с. 15-18.

3. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение // под ред. Скрябиной К.Г., Вихоревой Г.А., Варламова В.П. М.: Наука, 2003, 365с.

4. Liang С. Y., Marchessault R. I I. Infrared Spectra of Crystalline Polysaccharides // J. Polym. Sei., 1960, V. 43, P.P. 85-100.

5. Pearson F. G., Marchessault R. H., Liang C. Y. Infrared Spectra of Crystalline Polysaccharides. V. Chitin//J. Polym. Sei., 1960, V.43, P.101-116.

6. Cardner К. H., Blackwell J. The Subctructure of Crystalline Cellulose and Chitin Microfibrils //J. Polym. Sei. В., 1971, V. 36, P.327-340.

7. Hackman R. H., Goldberg M. Light Scattering and Infrared Spectrophotometric Studies of Chitin and Chitin Derivatives // Carbohydr. Res., 1974, V. 38, № 1, P.295-304.

8. Domszy J. G., Roberts G. A. F. Evaluation of Infrared Spectroscopic Techniques for Analysis Chitosan//Macromol. Chem., 1985, V. 186, P.1671-1677.

9. Salmon S., Hudson S. M. Crystal Morphology, Biosynthesis and Physical Assembly of Cellulose, Chitin and Chitosan // J. Macromol. Sei. Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics., 1997, V. C37, № 2, P.l99-276.

10. Sannan Т., Kurita К., Ivvakura Y. Studies on Chitin 2, Effect of Deacetylation on Solubility //Macromol. Chem., 1976, V. 177, P.3589-3600

11. Акопова Т.А. Хитин и хитозан, химические реакции при механическом воздействии //Дис. . к.х.н. М.: ИСПМ РАН. 2001

12. Вихорева Г.А., Роговина С.З., Акопова Т.А., Зеленецкий С.Н., Гальбрайх J1.C. Изучение фракционного состава хитозана, полученного твердофазным и суспензионным методами // Высокомолек. соед. 1996. Т.Б38. №10. С.1781-1785

13. Зеленецкий С.Н. О пластифицирующем действии воды при получении хитозана из хитина непрерывным способом на двухишековом экструдере // Пластические массы №1. 1998.- с. 29-32

14. Акопова Т.А., Роговина С.З., Горбачёва И.Н., Вихорева Г.А., Зеленецкий С.Н. Влияние размола на структуру и свойства хитозана // Высокомолек. соед. 1996. №2. Т.38. С.263-268

15. Роговина С.З. Химическая модификация природных полисахаридов целлюлозы, хитина и хитозана в твёрдой фазе под действием сдвиговых деформаций //Дисс. д.х.н. М.:ИХФ РАН, 2003

16. Бутягин П. Ю. Принудительные реакции в неорганической и органической химии // Коллоидный журнал. 1999. Т.61. №5. С.581-589

17. Muzzarelli R. A. A., Chitin. In The Polysaccharides // Academic: New York, 1985; Vol.3. P.P. 417-450

18. Rinaudo M., Milas M., Dung P.L. Characterization of chitosan // Int. J. Biol. Macromol., 1993, V.15, P.281-285.

19. Roberts G. A. F. Chitin Chemistry / McMillan: London, 1992

20. Rege P.R., Block L.I I. Chitosan Processing: Influence of Process Parameters during Acidic and Alkaline Hydrolysis and Effect of the Processing Sequence on the Resultant Chitosan's Properties // Carbohyd. Res., 1999, № 321, P.235-245

21. Muzzarelli R. A. A. Chitin and Its Derivatives: New Trends of Applied Research // Carbohydr. Polym., 1983, № 3, P.53-75

22. Peter M.G. Application and environmental aspects of chitin and chitosan // J. Macromol. Sei. A. 1995. V.32. № 4. P. 629-640

23. Gupta K.C., Ravi Kumar M.N.V. Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics // J. Macromol. Sei., 2000, V.C40, № 4, P.273-308

24. Rathke T.D., Hudson S.M. Review of chitin and chitosan as fiber and film formers // J. Macromol. Sci.-Reviews in Macromol. Chem. Phys. 1994. V. 34. No 3. P. 422-437

25. Muzzarelli R.A.A. Chitin. Oxford N.Y. - Toronto - Sydney - Paris - Frankfurt: Pergamon Press. 1977. 309p

26. Кочетков H.K., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А., Усов А.И., Чижов О.С., Шибаев В.Н. Химия углеводов / М.: Химия. 1997. 671с.

27. Б.Г. Ершов Радиационно-химическая деструкция целлюлозы и других полисахаридов // Успехи химии. 1998. №67. Т.4. С. 353-375

28. Grassie N., Scott G. Polymer degradation and stabilization / Cambridge Univ. Press. 1988.326p

29. Alain Dufresnea, Jean-Yves Cavaille' a, DanieTe Dupeyrea, Jorge Romeroc, Marcela Garcia-Ramirezb. Morphology phase continuity and mechanical behaviour of polyamide 6 \ chitosan blends // Polymer, 1999, № 40, P. 1657-1666.

30. Шабаров Ю.С. Органическая химия М.:Химия. 2000. 847 с. 35.Shigemasa Y., Minami S. Application of chitin and chitosan for biomaterials //Biotech. & Genetic Eng. Rev. 1996. V. 13. P. 383-420

31. Дубинина A.M., Добротворская A.E. Применение хитина и его производных в медицине // Химико-фармацевтический журнал. 1989. Т.23. №5. С.623-628

32. Гамзазаде А.И., Шлимак, В.М., Скляр A.M., Штыкова Э.В., Павлова С.А., Роговин С.В. Исследование гидродинамических свойств растворов хитозана // Acta polymerica. 1985. Т.36. №8. С420-424

33. Chitin handbook / Ed. Muzzarelli R.A.A. and Peter M.G. / European Chitin Soc. Atec. Grottammare, Italy. 1997. P.87-102

34. Горбачёва И.Н., Овсинников Ю.К., Гальбрайх JI.С., Трофимов Н.А., Мажоров В.В. Рентгенографическое изучение структуры хитозана // Высокомолек. соед. 1998. Т. 30А. №12. С. 2512-2515

35. Могилевская ЕЛ., Акопова Т.А., Зеленецкий А.Н., Озерин А.Ы. О кристаллической структуре хитина и хитозана // Высокомолек. соед. 2006, Т.48А, №2, С. 216-226

36. М. Kumar, Reactive & Functional Polymers 2000, №46, P. 1-27

37. Pankaj R. Rege, Lawrence H. Block. Chitosan processing: influence of process parameters during acidic and alkaline hydrolysis and effect of the processing sequence on the resultant chitosan's properties // Carbohydrate Research, 1999, №321, P.235-245

38. Вихорева Г.А. Синтез и свойства водорастворимых производных хитина //Дисс. д.х.н. М.: ВНИИПВ, 1998

39. Sang-Hoon Lim, Samuel М. Hudson.Synthesis and antimicrobial activity of a water-soluble chitosan derivative with a fiber-reactive group // Carbohydrate Research, 2004, №339, P.313-319

40. Qin Caiqin, Xiao Ling, Du Yumin, Shi Xiaowen, Chen Jiawei. A new cross-linked quaternized-chitosan resin as the support of borohydride reducing agent // Reactive & Functional Polymers, №50,2002, P.l65-171.

41. Majeti N.V., Ravi Kumar. A review of chitin and chitosan applications // Reactive & Functional Polymers 46 (2000), P. 1-27.

42. Naoji Kubota, Nobuhide Tatsumoto, Takayuki Sano, Kaori Toya. A simple preparation of half N-acetylated chitosan highly soluble in water and aqueous organic solvents // Carbohydrate Research, 2000, №324, P.268-274.

43. Shigehiro Hirano, Min Zhang, Masuo Nakagawa, Teruo Miyata. Wet spun chitosan-collagen fibers, their chemical N-modifcations, and blood compatibility // Biomaterials, 2000, №21, P.997-1003.

44. Нудьга JI.A., Петрова B.A., Бочек A.M., Калюжная JI.M., Алексеев B.JI., Евмененко Г.А., Петропавловский Г.А. Структура смесей хитина и целлюлозы в растворе и твердом состоянии // Высокомолек. соед. А. 1999. Т. 41. № 11. С. 1786-1792.

45. Т. Коуапо, N. Koshizaki, Н. Umehara, M.Nagura, N. Minoura. Surface states of PVA\chitosan blended hydrogels // Polymer, 2000, №41, P.4461-4465

46. Seon Jeon Kim, Sang Jun Park, Sun I. Kim. Swelling behavior of interpenetrating polymer network hydrogels composed of polyvinyl alcohol) and chitosan // Reactive & Functional polymers, 2003, №55, P.53-59.

47. Hua Zheng, Yumin Du, Jiahui Yu, Ronghua Huang, Lina Zhang. Preparation and Characterization of Chitosan/Poly(vinyl alcohol) Blend Fibers // J Appl PolymSci, 2001, №80, P.2558-2565

48. Seon Jeong Kim, Ki Jung Lee, Sun I. Kim, Kyu Back Lee, Yong Doo Park. Sorption Characterization of Polyvinyl alcohol)/Chitosan Interpenetrating Polymer Network Hydrogels // Journal of Applied Polymer Science, Vol. 90, 8690 (2003)

49. B.P. Мухина, H.B. Пастухова, IO.Д. Семчиков, Л.А. Смирнова, К.В. Кирьянов, М.Н. Жеренков. Свойства растворов и пленок смесей хитозана с поливиниловым спиртом // Высокомолек. соед. А. 2001. Т. 43. № 10. С. 17971804

50. М. Rheological properties of chitosan blends with poly(ethylene oxide) and polyvinyl alcohol) in solution // Reactive & Functional Polym. 1998. V. 38. P. 19-25.

51. Xin Qu, Anders Wirsen, Björn Olander, Ann-Christine Albertsson. Surface modification of high density polyethylene tubes by coating chitosan, chitosan hydrogel and heparin // Polymer Bulletin, 2001, №46, P.223-229

52. M. Zhang, X.H. Li, Y.D. Gong, N.M. Zhao, X.F. Zhang. Properties and biocompatibility of chitosan films modified by blending with PEG // Biomaterials, 2002, №23, P.2641-2648.

53. Manisara Peesan, Ratana Rujiravanit., Pitt Supaphol. Characterisation of beta-chitin/poly(vinyl alcohol) blend films // Polymer Testing, 2003, №22, P.381-387.

54. David W. Jenkins, Samuel M. Hudson. Review of vinyl graft copolymerization featuring recent advances toward controlled radical-based reactions and illustrated with chitin\chitosan trunk polymers // Chem. Rev., 2001, №101, P.3245-3273.

55. Т.Б. Желтоножская, H.E. Загданская, O.B. Демченко, JI.H. Момот и др. Привитые сополимеры с химически комплементарными компонентами -особый класс высокомолекулярных соединений // Успехи химии, 2004, №8, т.73, с.877-896.

56. D.K. Singh, A.R. Ray. Radiation-Induced Grafting ofN,N-Dimethylaminoethylmethacrylate onto Chitosan film // J. Appl. Polym. Sei. 1997. V. 66. P. 867-877.

57. M. Jalal Zohuriaan-Mehr. Advances in chitin and chitosan modification through graft copolymerization: Acomprehensive review // Iran Polymer Journal, №14 (3), 2005, P.235-265.

58. Nishioka N. Yamoaka M. Haneda H. Kawakami K. Uno M Thermal Decomposition of Cellulose/Synthetic Polymer Blends Containing Grafted products. 1. Cellulose/Poly(methylmetacrylate) Blends//Macromolecules. 1993. V. 26. No. 17. P. 4694-4699

59. Be'la Gyurcsik a, La'szlo' Nagy b. Carbohydrates as ligands: coordination equilibria and structure of the metal complexes // Coordination Chemistry Reviews, 2000, №203, P.81-149.

60. Bianchi E., Marsano E., Baldini M., Conio G., Tealdi A. Chitin-Cellulose Blends: Phase properties in dimetylacetamide-LiCl // Polym. Adv. Technol. 1995. V. 6. № 12. P. 727-732.

61. Bridgmen P. Effects of high shear stress combined with high hydrostatic pressure // Phys. Rev. 1935. V.48. P.825-836.

62. Химия твёрдого состояния под ред. Гарнера В., Рогинского С.З. / М.: Издательство иностранной литературы, 1961, 543с.

63. Жаров А.А. Химические превращения под действием высокого давления в сочетании с деформацией сдвига // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1973. Т. 18. №1. С.73-79

64. Радциг В.А. Структура и реакционная способность деформированных в механических активаторах твёрдых телах / Дисс. . д.ф-м.н. М.: ИХФ АН СССР. 1985

65. Ениколопов Н.С. Твёрдофазные химические реакции и новые технологии // Успехи химии. 1991. Т.60. №3. С.586-594

66. Жорин В.А. Процессы в полимерах и низкомолекулярных веществах, сопровождающие пластическое течение под высоким давлением (Обзор) // Высокомолек. соед. 1994. Т. 36. № 4. С.559

67. High-pressure chemistry and physics of polymers ed. by A.L. Kovarskii. Chapter 7, A.A. Zharov. Reactions of solid monomers and polymers under shear deformation and high pressure / London, Tokyo: CRC Press Inc., 1994, P.267-297

68. Аввакумов Е.Г. «Мягкий» механохимический синтез основа новых химических технологий // Химия в интересах устойчивого развития. 1994. №2. С.541-558

69. Болдырев В.В.,Павлов С.В., Полубояров В.А, Душкин А.В. К вопросу об оценке эффективности действия различных машин в качестве механических активаторов//Неорганические материалы. 1995. Т.31. №9. С. 1128-1138

70. Баранов А.О., Котова А.В., Зеленеций А.Н., Прут Э.В. Влияние характера химической реакции на структуру и свойства смесей при реакционном смешении полимеров // Успехи химии. 1997. Т. 66. № 10. С.972-984.

71. Прут Э.В., Зеленецкий А.Н. Химическая модификация и смешение полимеров в экструдере-реакторе // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 1. С.72-87

72. Болдырев В. В. Механохимия и механоактивация твёрдых веществ // Усп. Хим., 2006, №3, с.203-216.

73. Болдырев В. В. Механические методы активации неорганических веществ // ЖРХО им Д.И. Менделеева. 1988. №4. С.374-382

74. Мейер К. Физико-химическая кристаллография М.: Металлургия. 1972

75. Сандитов Д. С., Козлов Г.В., Сандитов Б.Д. Дырочно-кластерная модель пластической деформации стеклообразных твёрдых тел // Физика и химия стекла. 1996. Т.22. №6. С.682-693

76. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений. М.: Химия. 1978.384с.

77. Айнбиндер С.А., Тюнина Э.Л., Цируле К.И. Свойства полимеров в различных напряженных состояниях / М.: Химия, 1981. С. 268

78. Дерягин Б.В., Кротова H.A., Смилга В.П. Адгезия твёрдых тел / М.: Наука. 1983

79. Жорин В.А., Жаров A.A. Реакции полимеризации твёрдых мономеров при их деформации под высоким давлением // Успехи химии. 1984. Т.53. №2. С. 236-250

80. High-Pressure Chemistry and Physics of Polymers // Ed. Kovarskii A.L. CRC Press, P.265,412.

81. A.C. 1613445 СССР / Б.И. 1900. №46. C.96. Ениколопов H.C., Папков B.C., Зеленецкий C.H., Роговина С.З., Акопова Т.А. Способ получения щёлочной целлюлозы

82. Акопова Т.А., Роговина С.З., Вихорева Г.А., Зеленецкий С.Н. Получение карбоксиметиловых эфиров хитина и хитозана в условиях пластического течения // Высокомолек. соед. Б. 1995. Т.37. № 10. С. 1797-1801

83. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. Перевод с англ./ М.: Мир, 1999,513с.

84. Васильев В.П., Морозова Р.П., Кочергина Л.А. Практикум по аналитической химии под ред. Васильева В.П. / М.: «Химия», 2000, с.51

85. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений / М:.Химия, 1975,223с.

86. Химия. Большой энциклопедический словарь / Под. ред. И.Л.Кнунянца. М.:Большая Российская энциклопедия. 2000. 792 с

87. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений / М.: Мир. 1965.210 с.97.3откин М.А. Регулирование растворимости и набухания хитозановых плёнок методом термообработки // Дисс . к.х.н. М.:МГТУ, 2004

88. Вихорева Г.А., Енгибарян Л.Г., Голуб М.А. и др. // Химические волокна. 1998. №1. С. 14-19

89. Вихорева Г, А., Зоткин М, А., Агеев Е.П. // Матер. Шестой Межд, конф. «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» Октябрь 2001. Москва-Щелково. С. 14-18

90. Смирнов А.К., Смотрина Т.В., Вихорева Г.А. Влияние условий структурного модифицирования на гидрофильные свойства эквимольных хитозан целлюлозных смесей // Структура и динамика молекулярных систем, 2003, Выпуск X, Часть 2, Стр. 208-211

91. Энциклопедия полимеров под ред. В.А. Кабанов и др. / М.: «Советская энциклопедия», 1974, Т.2, С.790

92. ЕЛ. Могилевская, Т.А. Акопова, А.Н. Зеленецкий, А.Н. Озерин. О кристаллической структуре хитина и хитозана // Высокомолек. соед., Сер. А, 2006, 48, 216. Polym. Sei., Ser. А., 2006, XX, XXX (Engl. Transi.).