氰忆内基壳聚糖的溶致和热致液晶性研究

从壳聚糖出发先羟丙基化再氰乙基化,合成了氰乙基羟丙基壳聚糖,氰乙基羟丙基壳聚糖（ＣＨＮＨＰＣＳ）和羟丙基壳聚糖（ＨＰＣＳ）两者都有胆甾型溶致液晶性,浓溶液 纹太织构,在二氯乙酸中,前者的临界浓度２９％,质量分数,下同）高于后者（１７％）,这一结果可以用引入氰乙基增加了分子间作用力从而使得链刚性增加来解释,ＣＮＨＰＣＳ在熔点１９３℃和分解温度２２０℃之间很窄的温区内观察到有热致溶液晶胆寻相,ＣＮＨＰ     

甲壳素类液晶高分子的研究V.取代基个数及长度对羟乙基壳聚糖液晶性的综合影响

采用碱壳聚糖的方法合成了一系列具有不同摩尔醚化度 (DME)的新的液晶性壳聚糖衍生物羟乙基壳聚糖 (HECS) .用酸氧化蚀刻的方法 ,在扫描电子显微镜 (SEM )下证实了其胆甾型的液晶织构 .以甲酸为溶剂 ,研究了摩尔醚化度对羟乙基壳聚糖溶致液晶性的影响 .结果表明 ,在该体系中 ,摩尔醚化度能综合取代基个数及长度两个结构因素的影响 ,当DME较低时 (<～ 2 0 ) ,这种影响关系类似于取代基个数 (即取代度 )的影响 ,当DME较高时 (>～ 2 0 ) ,则类似于取代基长度的影响 .前者对液晶临界浓度的影响很小 ,而后者却有显著影响 .此外还观察到当DME >～ 2 0时出现水溶性 ,HECS的水溶液也呈现典型的胆甾指纹状织构     

甲壳素类液晶高分子的研究：Ⅱ.侧基长度和取代度对羧酰化壳聚糖的？…

五种羧酰化壳聚糖即乙酰化、丙酰化、丁酰化、己酰化和庚酰化壳聚糖在二氯乙酸溶液中均呈现胆甾型致液晶相。临界浓度随侧基长度的增加而增加，但取代度（从０．２１变化到０．９４）对临界浓度没有影响。在两相共存浓度区内，均呈现典型的滴状织构。从两相共存到完全液晶相的转变浓度也随侧基长度的增加而增加。     

分子量对壳聚糖溶致液晶性的影响

三种不同分子量的壳聚糖[脱乙酰度均为(84±1)%]在二氯乙酸溶液中都呈现胆甾型溶致液晶相.临界浓度随分子量增加而降低,但均比同样聚合度的甲壳素的高.用偏光显微镜法和激光小角散射法测得的胆甾液晶相的螺距很相近,在浓度相同时,其值随分子量的增加而减小.     

甲壳素类液晶高分子的研究Ⅱ-侧基长度和取代度对羧酰化壳聚糖的液晶性的影响

五种羧酰化壳聚糖即乙酰化、丙酰化、丁酰化、己酰化和庚酰化壳聚糖在二氯乙酸溶液中均呈现胆甾型溶致液晶相．临界浓度随侧基长度的增加而增加,但取代度（ 从０－２１ 变化到０－９４） 对临界浓度没有影响．在两相共存浓度区内,均呈现典型的滴状织构．从两相共存到完全液晶相的转变浓度也随侧基长度的增加而增加．     

N,O-羧甲基化羟丙基壳聚糖的制备及结构表征

用NaOH作为催化剂, 在异丙醇悬浮体系中环氧丙烷(PO)与壳聚糖(CS)在60 ℃下反应8 h, 制备取代度超过0.8的羟丙基壳聚糖(HPCS). HPCS在水溶液中与氯乙酸反应, 制备了一种结构新颖的两性聚合物N,O-羧甲基化羟丙基壳聚糖(HPCMS), 羧甲基取代度可控制在0.42～1.38之间. 采用NMR和FTIR对产物结构进行表征. 结果表明, 在壳聚糖的羟丙基化改性过程中, C6位羟基首先与环氧丙烷反应, 生成HPCS; 在与氯乙酸反应过程中, HPCS上的羟基和氨基同时与氯乙酸发生取代反应.     

N-烷基壳聚糖的合成及其溶致液晶行为

合成了一系列具有不同取代基(甲基、乙基、丙基、丁基)的壳聚糖衍生物——N 烷基壳聚糖,通过控制反应物摩尔比获得了一系列不同取代度的产物.不同取代基及不同取代度的衍生物均具有溶致液晶性,考察了同一碳链不同取代度和相近取代度不同碳链长度的衍生物对其液晶临界行为的影响.结果表明：同一碳链长度时,取代度对临界浓度的影响不大;而当取代度相近时,随着碳链长度增加,临界浓度也随之增大.此结果与Onsager和Flory的刚性棒理论相符.粉末X射线衍射实验进一步证实了这一结果.     

甲壳素类液晶高分子的研究Ⅲ.取代度和分子量对氰乙基壳聚糖液晶性的影响

研究了氰乙基取代度和分子量两种结构因素对氰乙基壳聚糖（ＣＮＣＳ） 溶致液晶性的影响,结果表明取代度的变化（ 从０－３６ 变化到１－２１） 对ＣＮＣＳ在二氯乙酸（ＤＣＡ） 中的临界浓度基本没有影响,而随着分子量的提高,ＣＮＣＳ溶致液晶的临界浓度显著降低．临界浓度存在大的分子量依赖性表明ＣＮＣＳ有较大的链刚性．     

纤维素共混型液晶的光学性能与结构

利用紫外-可见分光光度计, X射线衍射仪与偏光显微镜研究了乙基纤维素(EC)与羟丙基纤维素(HPC)共混型胆甾液晶. 研究发现: 质量百分浓度相同时, 共混纤维素胆甾型液晶的最大反射波长与螺距随着共混物中HPC含量的增加而增大. XRD实验结果表明共混型纤维素液晶螺距增大与液晶体系中分子层间的距离增大相关. 可以利用该现象来调控纤维素胆甾型液晶的光学性能与螺距.     

元素分析法同时测定羟丙基壳聚糖的取代度和水分

建立了利用CHN元素分析法同时测定羟丙基壳聚糖(HPCS)的取代度和水分含量的新方法。方法可作为羟丙基壳聚糖取代度的标准方法,特别适合于吸水性较强的干燥法难以奏效的羟丙基壳聚糖的水分测定。其计算方法也可用于其他壳聚糖衍生物的测定研究。     

微波法制备O-羟丙基-N-辛基壳聚糖及其性能表征

通过微波法,由壳聚糖与环氧丙烷反应制备O-羟丙基壳聚糖(HPCS),然后在相转移催化剂四丁基溴化铵作用下与溴化辛烷反应制备成O-羟丙基-N-辛基壳聚糖(C₈-HPCS)。 中间产物HPCS与目标产物C₈-HPCS的结构通过FTIR及¹H NMR等技术手段分析得到验证。 实验结果表明,当反应时间为50 min,温度为65 ℃,溴代辛烷用量8 mL,四丁基溴化铵用量0.07 g时,制备所得的C₈-HPCS具有较好的综合性能:起泡性为3.9 cm,稳泡性为88.9%,乳化性为78.1%。 C₈-HPCS的临界胶束浓度(CMC)为0.015 g/L,表面张力约为58.5 mN/m;亲水亲油平衡值(HLB)测定结果为13.44。 同步热分析表明C₈-HPCS在270 ℃之前均是稳定的;X射线衍射图谱表明改性后的C₈-HPCS为非晶体结构。     

Textures and disclinations in the cholesteric liquid‐crystalline phase of a cyanoethyl chitosan solution

Disclinations in the fingerprint‐like cholesteric texture of a natural polymer derivative, cyanoethyl chitosan, were observed and studied by both polarizing optical microscopy and scanning electron microscopy. In the latter technique, permanganic etching was developed for this cholesteric texture to increase the contrast. A special mechanism for cholesteric phase etching is suggested and discussed. Some χ, λ, and τ disclinations and domain walls were observed. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci B: Polym Phys 38: 980–986, 2000     

丁酸壳聚糖液晶的临界行为研究

用偏光显微镜法测定了丁酸壳聚糖在四种酸性溶剂中的临界浓度值．发现临界浓度值（ｖ／ｖ％）与溶剂的酸性无关，都是１６％～１７％．在以二氯乙酸为溶剂时，不同丁酰化程度的丁酸壳聚糖有相同的临界浓度．用ＤＳＣ法测定了丁酸壳聚糖／二氯乙酸体系的临界温度，并绘制了相图．结果表明，浓度达６０％（ｗ／ｗ％）后，临界温度基本不再变化，稳定在３９℃左右．     

Synthesis and Characterization of a Novel Liquid Crystalline Chitin — Quaternary Ammonium Chitosan Salt

N-Butyl chitosan(NBCS) derivatives were prepared by introducing butyl groups into the amine groups of chitosan via Schiff base intermediates. The quaternization of NBCS was carried out by using ethyl iodide to produce water-soluble cationic polyelectrolytes. The degree of the substitution of the products was measured by means of the electron spectroscopy for a successful chemical analysis. The quaternary ammonium chitosan salt(QACS) was proved to be a novel cholesteric liquid crystalline chitin, by means of the polarized optical microscopy and the circular dichroism spectropolarimetry. The critical mass fraction of the QACS/formic acid solution forming a lyotropic liquid crystal phase was 50%, which was almost the same as that of the NBCS/formic acid solution, but much hiuher than that of the chitosan in the same solvent.     

LYOTROPIC LIQUID CRYSTALLINE BEHAVIOR OF FIVE CHITOSAN DERIVATIVES*

Five chitosan derivatives, i.e. O-butyryl chitosan, O-benzoyl chitosan, N-phthaloyl chitosan, N-maleoyl chitosan and O-cyanoethyl chitosan, were prepared from chitosan. All of them had better solubilitythan chitosan, and demonstrated lyotropic liquid crystalline behavior in various solvents. The critical liquidcrystalline behavior of three O-substituted chitosan derivatives was evidently different from two N-substituted analogues. Typical fingerprint textures of cholesteric phase were only observed in three O-substituted derivatives. The critical concentration (v/v%) of three O-substituted derivatives does not dependon the acidity of acidic solvents.     

甲壳素类液晶高分子的研究--用CD谱研究N-邻苯二甲酰化壳聚糖溶致胆甾相的形成临界浓度

N邻苯二甲酰化壳聚糖在多种常见有机溶剂中能形成胆甾液晶相.用圆偏光二向色性谱(CD)研究了N邻苯二甲酰化壳聚糖的DMF、DMSO、DMAC和吡啶4种溶剂体系,在形成溶致胆甾液晶相前后的手性变化信息.CD谱图上观测到两类吸收,即在400nm附近较宽的吸收和330nm附近较尖锐的吸收.前者归属于胆甾相层片的超分子螺旋构象,而后者可以归属于分子链的螺旋构象.圆偏光二向色性可以作为测量胆甾液晶临界浓度的一种手段,它能捕捉到胆甾螺旋层片出现那一瞬间的浓度,以CD谱上在波长400nm左右刚出现肩峰的浓度为临界浓度,其值均比偏光显微镜法低1%,说明其灵敏度比偏光显微镜法高,且避免了偏光显微镜法的某种主观性.分别用两种方法旋转玻片进行CD测试,结果证明线性二向色性分量和双折射分量对胆甾层片螺旋的CD信号强度没有大的影响.     

Liquid-crystalline behaviours of novel chitosan derivates containing singular and cholesteryl groups

A series of esters of chitosan with cholesteryl hexanoate and cholesteryl decanoate side chains were synthesised. These compounds had higher solubilities than chitosan itself and all formed cholesteric lyotropic liquid crystalline phases. They had enhanced mesogenic properties as compared with the parent polymer. We consider that these compounds may prove to be of value as vehicles for drug delivery.     

甲壳素类液晶高分子的研究Ⅶ.N,O-苄基壳聚糖的胆甾螺旋行为

N ,O-苄基壳聚糖在浓溶液中形成胆甾液晶相 .用圆偏光二向色性谱 (CD)研究了这一聚合物的螺旋行为 ,主要包括螺距和螺旋方向 .浓度越高 ,螺距P越大 ,意味着胆甾相的扭转力随浓度增加而减弱 .CD谱图上观测到两类吸收 ,即在 5 70nm附近较宽但较强的吸收和 330nm附近较尖但较弱的吸收 .前者归属于胆甾相层片的超分子螺旋构象 ,而后者可以归属于分子链的螺旋构象 .改变浓度或溶剂性质时这两个层次的构象都会发生符号的变化 .提高浓度 (固定二氧六环为溶剂 )时两种螺旋结构先后发生反转 .以氯仿为溶剂 (固定浓度为 6 5 % )时两种螺旋结构均为左旋 (正Cotton效应 ) ,但二氧六环和四氢呋喃为溶剂时均变为右旋 (负Cotton效应 ) .溶剂的影响可能与溶剂和高分子间形成氢键的能力有关     

甲壳素类液晶高分子的研究Ⅵ.邻苯二甲酰化壳聚糖中酰胺酸取代度对液晶性的影响

通过控制不同反应时间和邻苯二甲酸酐 壳聚糖的摩尔比制备不同取代度的邻苯二甲酰化壳聚糖(PHCS) .用FTIR研究了反应机理和产物结构 ,观察到PHCS含两类取代即酰胺酸取代和酰亚胺取代 .反应时间较短时主要为前者 ,取代度表示为DS1 ;反应时间较长时主要为后者 ,取代度表示为DS2 .对PHCS在二氯乙酸 (DCA)中的液晶行为观察 ,结果表明 ,PHCS的临界浓度随DS1 的增加而显著增加 .DS1 对PHCS临界浓度的影响明显大于DS2 的影响 .基本上为酰胺酸取代的PHCS的临界浓度高于溶解度 ,以至于观察不到