Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1. Современные технологии переработки хитинсодержащего сырья 8
1.1.1. Получение хитина 8
1.1.2. Получение хитозана 18
1.2. Структура и свойства хитина, хитозана и их производных 23
1.3. Химический гидролиз хитина и хитозана 3 6
1.3.1. Щелочной гидролиз хитина и хитозана 3 6
1.3.2. Кислотный гидролиз хитина и хитозана 58
Глава 2. Экспериментальная часть 83
2.1. Характеристика объектов исследования 83
2.1.1. Хитинсодержащее сырье 83
2.1.2. Хитин 92
2.1.3. Хитозан 94
2.1.4 Мономеры хитина и хитозана (М-ацетил-О-глюкозамин и D - глюкозамин) 95
2.2. Методы исследования 96
2.2.1. Анализ химической чистоты хитинсодержащего сырья и продуктов его переработки
2.2.2. Синтез ацетилированных производных хитина, хитозана и D-глюкозамина
2.2.3. Синтез карбоксиметильных производных хитина 102
2.2.4. Определение молекулярной массы полисахаридов 104
2.2.4.1. Определение молекулярной массы хитозана вискозиметри-ческим методом
2.2.4.2. Определение молекулярной массы и молекулярно-массового распределения методом эксклюзионной ВЭЖХ карбоксиметильных производных хитина и хитозана
2.2.5. Методика количественного определения восстанавливаю- 111 щих Сахаров
2.2.6. Методика количественного определения N-ацетил-О- 112 глюкозамина
2.2.7. Определение степени деацетилирования хитозана 115
2.2.7.1. Определение степени деацетилирования хитозана методом 115 потенциометрического титрования
2.2.7.2. Определение степени деацетилирования хитина и хитозана 119 методом инфракрасной спектроскопии
2.2.8. Определение степени кристалличности 121
Глава 3. Результаты и их обсуждение 125
3.1. Щелочной гидролиз мономеров хитина и хитозана N-ацетил-О-глюкозамина и D -глюкозамина 125
3.2. Щелочное деацетилирование хитина и хитозана 138
3.2.1. Совершенствование методики определения степени деаце- тилирования методом инфракрасной спектроскопии 138
3.2.2. Зависимость изменения степени деацетилирования от сте- пени кристалличности хитина 143
3.3. Деполимеризация хитина и хитозана при щелочном деаце- тилировании 156
3.3.1. Совершенствование методики определения молекулярной 156 массы
3.3.2. Влияние кислорода на скорость щелочной деполимериза- 161 ции
3.3.3. Влияние природы щелочей и неорганических солей 166
3.3.4. Влияние природы растворителей на кинетику деполимери- 167 зации хитина и хитозана
Глава 4. Механизм деполимеризации
Разработка технологии получения высокомолекулярного хитозана с высокой степенью деацетилирования
Обоснование рациональных режимов технологических процессов
Технология получения хитозана и его характеристики Расчет экономической эффективности технологии получения высокомолекулярного хитозана с высокой степенью деацетилирования
Выводы
Литература
Приложения
- Структура и свойства хитина, хитозана и их производных
- Мономеры хитина и хитозана (М-ацетил-О-глюкозамин и D - глюкозамин)
- Совершенствование методики определения степени деаце- тилирования методом инфракрасной спектроскопии
- Обоснование рациональных режимов технологических процессов
Введение к работе
Разработка комплексных малоотходных технологий переработки морских гидробионтов, в частности, промысловых ракообразных, составляет одну из главных задач современного развития рыбохозяйственного комплекса.
Основным продуктом утилизации больших объемов отходов переработки ракообразных является хитин, который вследствие плохой растворимости не нашел широкого применения. Химический гидролиз хитина представляет собой важнейший метод модификации этого природного полисахарида с целью получения хитозана. В отличие от хитина, хитозан растворим в разбавленных органических кислотах, что открывает большие возможности для его использования.
Наиболее перспективным направлением в области изучения хитина является получение высокомолекулярного хитозана с равномерным распределением ацетилированных звеньев вдоль макромолекулярной цепи. Такой хитозан находит более широкое применение в медицине (лечение ожогов, инфекций, изготовление стоматологических материалов), сельском хозяйстве (для борьбы с вредителями и болезнями растений), пищевой промышленности (производство пищевых продуктов с хитозаном в качестве биологически активной добавки), биотехнологии (получение пленок микрокапсулирование), т. к. является более высокорастворимым по сравнению с хитозаном, имеющим блочное (случайное) распределение ацетилированных звеньев.
Поэтому совершенствование существующих и разработка новых технологий переработки хитинсодержащего сырья с целью получения хитозана с заданными свойствами на основе закономерностей щелочного гидролиза хитина является актуальной задачей.
Цель работы
Цель данной работы - разработка технологии получения хитозана из хитинсодержащего сырья на основании изучения щелочного гидролиза хитина.
Для достижения поставленных целей сформулированы следующие задачи:
1. Изучение кинетических закономерностей щелочного гидролиза хитина.
2. Изучение кинетических закономерностей щелочного гидролиза мономеров хитина и хитозана - Ы-ацетил-О-глюкозамина и D-глюкозамина.
3. Определение параметров технологических процессов разработанной технологии получения хитозана.
4. Изучение влияния природы щелочи, неорганических солей, атмосферы воздуха, кислорода и азота на степень полимеризации и деацетилирования хитина и хитозана.
5. Производственная апробация и разработка нормативной документации
6. Расчет экономической эффективности усовершенствованной технологии.
Научная новизна
Впервые рассчитаны константы скоростей реакций щелочного гидролиза мономеров хитина и хитозана - D-глюкозамина и N-ацетил-О-глюкозамина.
Установлен механизм щелочного гидролиза хитина, хитозана, N-ацетил-О-глюкозамина и D-глюкозамина.
Разработана методика определения молекулярной массы и молекулярно-массового распределения хитина и хитозана с помощью эксклюзионной высокоэффективной жидкостной хроматографии, усовершенствована методика определения степени деацетилирования хитозана с помощью ИК-спектроскопии.
Установлено, что степень кристалличности хитина и хитозана оказывает незначительное влияние на скорость деацетилирования.
Практическая значимость работы
Разработана технология получения хитозана из хитинсодержащего сырья на основе изучения закономерностей щелочного гидролиза хитинсодержащего сырья и определены параметры технологических процессов.
На основании опытно-промышленных испытаний, проведенных на базе ООО «НТЦ Экобиотек-Мурманск» (г. Мурманск), разработано и утверждено изменение к технологической инструкции по получению хитозана из хитинсодержащего сырья с использованием щелочного гидролиза. На базе 000 «НТЦ Экобиотек-Мурманск» выработана опытная партия хитозана, произведенная в соответствии с предложенной технологией.
Рассчитан экономический эффект от внедрения предложенной техноло гии.
Подана заявка на изобретение № 200613923321/(042778), приоритет от 07.11.2006 г.
Автор защищает
- усовершенствованную технологию получения хитозана из хитинсодер-жащего сырья с использованием закономерностей щелочного гидролиза хитина;
- результаты изучения кинетических закономерностей щелочного гидролиза хитина и хитозана и их мономеров - N-ацетил-О-глюкозамина и D-глюкозамина;
- вероятный механизм щелочного гидролиза хитина, хитозана, N-ацетил-D-глюкозамина и D-глюкозамина;
- методику определения средней молекулярной массы хитина и хитозана с помощью эксклюзионной высокоэффективной жидкостной хроматографии;
- данные по изучению влияния природы щелочи, неорганических солей, атмосферы воздуха, кислорода и азота на степень полимеризации и деацетили-рования хитина и хитозана;
- результаты исследования влияния кристалличности хитина и хитозана на степень деацетилирования;
- результаты производственной апробации разработанной технологии щелочного гидролиза хитинсодержащего сырья;
- изменение к технологической инструкции на разработанную технологию;
- технико-экономические показатели эффективности разработанной технологии.
Структура и свойства хитина, хитозана и их производных
Хитин и хитозан могут рассматриваться как семейство линейных сополимеров (1-Несвязанных 2-ацетамидо-2-дезокси-Р-0-глюкопиранозы (GlcNAc; А-единица) и 2-амино-2-дезокси-3-0-глюкопиранозы (ГлА; D-единица), где А-и D-единицы могут быть случайно распределены вдоль макромолекулярной цепи. Предполагается, что может быть и неравномерное их распределение в пределах молекулы [51, 92, 121].
Крайние состояния представляют собой полностью ацетилированные и полностью деацетилированные полисахариды, которые можно считать идеальными хитином и хитозаном. Идеальный хитин представляет собой линейный полисахарид (3-(1-»4)-2-ацетамидо-2-дезокси-П-глюкопиранозы, в котором все остатки полностью ацетилированы. Аналогично, идеальный хитозан, основное производное хитина, является линейным полисахаридом (3-(1-»4)-2-амино-2 дезокси-О-глюкопиранозы, где все остатки полностью деацетилированы.
Обычно в природе не существует полностью ацетилированного или де-ацетилированного полисахарида. Хотя большинство аминогрупп у второго атома углерода (С-2) в молекулах хитина ацетилировано, свободные аминогруппы, как установлено, присутствуют в некоторой степени даже в природной форме. Дополнительно технологическая переработка панциря при выделении хитина и его модификациях также приводит к частичному деацетилированию. Поэтому, образцы хитина имеют различные степени деацетилирования, от 5 до 15 %, в зависимости от их происхождения и способа получения. Таким образом, обычно мы имеем дело с частично деацетилированным полимером, который является сополимером ацетилированных и деацетилированных мономеров (рис. 1.3).
Образцы хитозана, полученные от различных поставщиков, имеют различные свойства (молекулярная масса и степень деацетилирования) [105].
Чаще всего, большинство производителей предлагают на рынок препараты, свойства которых зависят от природы используемого сырья и технологии получения хитозана. Деление на различные сорта проводится для уже полученных продуктов.
Чтобы получать воспроизводимые результаты, необходимо использовать исходный материал, имеющий одинаковые свойства. Следовательно, производ ство полисахаридов с определенными молекулярными массами (ММ) и степенями деацетилирования (DD) требует тщательного изучения каждого шага обработки.
Исторически термины «хитина» и «хитозана» сложились, исходя из главного различия свойств этих полисахаридов, а именно, растворимости в разбавленных кислотах. Растворимость этих полисахаридов в слабых и разбавленных кислотах определяется степенью деацетилирования, то есть содержанием в молекуле свободных аминогрупп. Когда степень деацетилирования менее 50 %, биополимер называется хитином. При степени деацетилирования больше 50 % (обычно более 60 %) полисахарид становится растворимым в разбавленных растворах органических и неорганических кислот. Такой полисахарид получил название хитозан. Обычно этот термин используется для глубоко деацетилиро-ванного хитина, который является растворимым в разбавленной уксусной кислоте [91].
В научных публикации обычно предпочитают использовать термин хитозан, когда степень деацетилирования составляет более 70 % [80, 83, 89].
Иногда, наряду с терминами «хитин» и «хитозан», встречаются более корректные с химической точки зрения понятия «частично деацетилированныи хитин» и «частично ацетилированный хитозан», которые более точно отражают структуру исследуемых полисахаридов [90,113,121, 96].
В терминологии химии хитина, доля ацетилированных мономерных звеньев описывается степенью ацетилирования (DA), а доля деацетилирован-ных - степенью деацетилирования (DD).
Быстрое качественное определение хитина и хитозана можно провести по различию их растворимости. Хитин растворим в таком растворителе, как N, N-диметилацетамид с 5 % хлоридом лития, и нерастворим в разбавленных водных растворах уксусной кислоты. Для хитозана верно обратное.
Макромолекулы «хитина» и «хитозана» в природном состоянии характеризуются сильным межмолекуляным взаимодействием за счет функциональ ных групп -ОН и -NH, которые обеспечивают образование прочных кристаллических структур. Из-за этих межмолекулярных связей хитин и хитозан являются менее реакционноспособными, по сравнению с целлюлозой и другими природными полисахаридами.
Исследования надмолекулярной структура хитина показали наличие вы-сокоупорядоченной стереорегулярной структуры [40].
Кристаллическая структура хитина подтверждена методами рентгеност-руктурного анализа и ИК спектроскопии. За счет образования межмолекулярных водородных связей (в частности, C=O...N-H) в кристалле хитина практически не обнаружены свободные ОН, NH и С=0 группы [40]. Эта упорядоченная упаковка молекул хитина в кристаллы объясняет его низкую химическую активность и плохую растворимость практически во всех обычных растворителях.
Хитин является линейным, высокомолекулярным, кристаллическим полисахаридом, для которого известны три кристаллические формы: а-, (3- и у-хитины [8, 52].
Мономеры хитина и хитозана (М-ацетил-О-глюкозамин и D - глюкозамин)
Глюкозамин обладает свойствами аминов, является сильным основанием и легко образует устойчивые соли. Для медицинского использования хитин гидролизуют концентрированной соляной кислотой при температуре 80 С в течение 2 ч. Обесцвечивают гидролизат активированным углем, а кристаллизацию проводят при температуре 10 С в присутствии этилового спирта в течение 16 ч с последующим отделением кристаллов глюкозамина, которые затем промывают и сушат. Полученный глюкозамин гидрохлорид для медицинского применения должен содержать не менее 99 % основного вещества.
Глюкозамин гидрохлорид - белый мелкокристаллический порошок без запаха, сладковато-солоноватого вкуса, легко растворим в воде, очень мало растворим в 95 % этиловом спирте, практически не растворим в диэтиловом эфире и хлороформе. Глюкозамин гидрохлорид используют в медицине. Глюкозамин - универсальный предшественник и строительный блок всех необходимых суставных смазок и тканей амортизаторов [47].
Определение химической чистоты хитина и хитозана включает измерение массовых долей примесей.
Определение массовой доли воды
Массовую долю воды в хитине и хитозане (Xi) определяли по стандартизированной методике - выпариванием при 100-105 С [11]. Метод основан на выделении (испарении) воды из хитина при тепловой обработке и определении изменения массы его взвешиванием.
Проведение анализа. Навеску анализируемой пробы от 1,5 до 2 г, взвешенную с абсолютной погрешностью не более 0,001 г, помещали в чистую высушенную и тарированную бюксу со стеклянной палочкой, при помощи которой распределяли навеску хитина или хитозана в бюксе ровным тонким слоем. Бюксу закрывали притертой крышкой, взвешивали на аналитических весах и высушивали в сушильном шкафу при 100-105 С до постоянной массы.
Первое взвешивание проводили через 3 ч после начала сушки, последующие - через 30-40 мин. Постоянная массу считали достигнутой, если разница между двумя взвешиваниями не превышала 0,001 г. Перед каждым взвешиванием бюксу с пробой закрывали крышкой и охлаждали 30 мин в эксикаторе.
Обработка результатов. Массовую долю воды (Х) в процентах вычисляли по формуле (2.3): = (т,-т2) 100 тх-т где т - масса бюксы, г; тх - масса бюксы с навеской до высушивания, г; т2 - масса бюксы с навеской после высушивания, г.
За окончательный результат принимали среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,5 %. Вычисление проводили до первого десятичного знака.
Определение массовой доли остатка после прокаливания
Массовую долю остатка после прокаливания в хитине и хитозане (Хг) определяли по стандартизированным методикам [11].
Метод основан на удалении органических веществ из навески хитина и хитозана сжиганием и определении золы взвешиванием.
Проведение анализа. Навеску хитина или хитозана от 1,5 до 2 г, взвешенную с абсолютной погрешностью не более 0,001 г, помещали в предварительно прокаленный, доведенный до постоянной массы фарфоровый тигель, осторожно обугливали на плитке до прекращения выделения дыма, а затем озоля-ли в муфельной печи при температуре 800 С. После взвешивания остывшего в эксикаторе тигля с золой его повторно прокаливали в течение 1 ч до постоянной массы, охлаждали и взвешивали с абсолютной погрешностью не более 0,001 г. Обработка результатов. Массовую долю золы (Х2) в процентах вычисляют по формуле (2.4): где m - навеска исследуемого образца, г; w/ - масса пустого тигля, г; т2 - масса тигля с золой, г.
За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, расхождения между которыми не должны превышать 0,01 %. Вычисление проводят до второго десятичного знака. Определение массовой доли липидов Массовую долю липидов (по методу Блая) в хитине и хитозане (Х3) определяли по стандартизированной методике [11].
Метод основан на растворении липидов бинарной смесью органических растворителей, отделении (отгонке) растворителей и весовом определении массы липидов.
Проведение анализа. 5 г хитина или хитозана, отвешенных с абсолютной погрешностью не более 0,001 г, помещали в фильтрующую делительную воронку экстрактора, приливали 20 см3 96 этилового спирта, закрывали ее притертой пробкой, оставляли на 5 мин, после чего интенсивно встряхивали, переворачивая в течение 1-2 мин.
Воронку устанавливали на приемнике экстрактора и отсасывали вакуум ным насосом экстракт в приемник. В воронку приливали 20 см3 экстрагирую щей бинарной смеси: хлороформ-этанол (2:1), проводили одноминутную экс тракцию и отсасывали экстракт в приемник.
Экстракцию бинарной смесью хлороформ-этанол повторяли еще 3 раза. Экстракты из приемника переносили в мерный цилиндр с притертой пробкой и тщательно перемешивали. Отбирали пипеткой 50 см3 экстракта и переносили в предварительно высушенный и взвешенный стаканчик или бюксу.
Совершенствование методики определения степени деаце- тилирования методом инфракрасной спектроскопии
Для определения степени деацетилирования хитина и хитозана используется инфракрасная спектрофотометрия в таблетках КВг или пленках. Метод прессования исследуемых образцов в виде таблеток с КВг применяют для веществ, которые нерастворимы в обычных растворителях, используемых для ИК-спектрометрии; аморфны или имеют устойчивую кристаллическую структуру и не содержат ионов, способных к обмену. Этим требованиям соответствуют хитин и хитозан, поэтому для определения их DD была использована инфракрасная спектрофотометрия в таблетках КВг.
Метод прессования таблеток заключается в тщательном перемешивании тонкоизмельченного образца хитина или хитозана с порошком КВг и прессовании полученной смеси в пресс-форме. Прозрачные или полупрозрачные таблетки получают, когда сначала измельчают сам образец, а затем смешивают его без растирания с порошком КВг.
Трудность ИК-спектроскопического анализа твердых веществ обусловлена зависимостью оптической плотности от однородности образца. Когда твердое вещество растерто не качественно, часть рабочего луча закрыта непрозрачными частицами, часть - частицами соответствующего размера, а на некоторых участках частицы будут отсутствовать. Поэтому прошедшее излучение будет давать ложный нуль и в результате спектр получится искаженным. Этот эффект можно свести к минимуму, доведя размеры частиц до величины, меньшей чем длина волны падающего излучения [45]. С этой целью образцы механически размалывают в маленькой шаровой или вибромельнице. Давление в ходе механического размалывания влияет на кристаллическую структуру хитина и хитозана и вид спектра будет зависеть от времени растирания [1]. Поэтому для при готовления таблеток использовали образцы, измельченные на мельнице ТІ-100 (С.М.Т. Co., Ltd., Япония) в течение ровно 10 мин.
В процессе приготовления таблеток, исследуемые образцы могут взаимодействовать с атмосферной водой. Полосы адсорбированной воды появляются в областях 1640 и 3450 см-1, хотя вакуумная сушка и уменьшает их [45]. Для удаления адсорбированной воды образцы хитина и хитозана после измельчения высушивали до постоянной массы при 100 С.
КВг предварительно перекристаллизовывали из водного раствора и прокаливали при 600 С. Качество КВг проверяли по инфракрасному поглощению.
Для приготовления таблеток использовали смесь образца хитина или хитозана и КВг в соотношении 1:79 по массе. Таблетки готовили из 120 мг исследуемой смеси (диаметр и толщина таблеток соответственно составляли 13 и 0.42 мм), прессовали под давлением 650 кгс/см в течение 1 мин при комнатной температуре. При хранении таблетки часто мутнеют из-за образования в них микротрещин, поэтому ИК-спектры записывали сразу после прессования.
Спектры поглощения в ИК-области записывали на инфракрасном спектрофотометре IR-420 (Shimadzu, Япония) в диапазоне от 4000 до 400 см-1.
Количественный анализ методом ИК-спектроскопии выполняется прямым или косвенным сравнением оптической плотности неизвестного вещества при данной длине волны с оптической плотностью того же вещества известной концентрации. Для расчетов наиболее важным параметром является опорная точка, так как она легко измеряется и прямо связана с концентрацией.
Для установления опорной частоты снимали ИК-спектры образцов хитина и хитозана с различной DD и определяли поглощение (логарифм отношения интенсивности падающего к интенсивности прошедшего излучения) при частотах 3450 и 2878 см-1. Поскольку при длине волны 3450 см-1 могут появляться полосы адсорбированной из воздуха воды, в качестве опорной частоты была выбрана длина волны 2878 см-1. Поглощение на этой частоте обусловлено ва лентными колебаниями связей С-Н [122], и величина оптической плотности сохраняется постоянной для образцов с разной DD.
Для выбора длины волны, на которой оптическая плотность максимума поглощения изменяется пропорционально степени деацетилирования, записывали РЖ-спектры образцов хитина и хитозана с различной DD. Затем определяли отношение поглощения образцов на длинах волн 1655 к 2878 см-1 и 1600 к 2878 см-1 с разными базовыми линиями.
Обоснование рациональных режимов технологических процессов
Деполимеризация макромолекул в щелочной среде протекает значительно медленнее деацетилирования и, как считает ряд исследователей, вызвана не гидролизом гликозидных связей в щелочной среде, а их окислительной деструкцией [40, 56].
Установлено, что увеличение температуры и продолжительности процесса щелочного деацетилирования, как и следует ожидать из теории химической кинетики, приводит к снижению ММ [120].
Влияние остальных условий щелочного гидролиза оценивается различными исследователями по-разному.
Влияние кислорода на снижение ММ отмечается в работе [50], в которой при деацетилировании в вакууме при 140-150 С были получены такие же характеристические вязкости хитозанов, как при обычном деацетилировании в воздухе при 80-100 С. Авторы предположили, что это подтверждает участие кислорода в деструкции хитозана в щелочной среде.
Однако в работе [97] по исследованию щелочного деацетилирования было показано, что использование атмосферы азота не влияет на молекулярную массу и, по мнению авторов, согласуется с предположением, что разрыв гликозидных связей при щелочном гидролизе не является окислительным процессом.
Был исследован вклад окислительной деполимеризации, и деполимеризации, вызванной собственно действием горячего раствора щелочи в процесс деструкции полимерных макромолекул хитина и хитозана.
Отсутствие заметной деполимеризации хитина при щелочном деацетилировании подтверждено на примере образцов, предварительно деструктирован-ных в соляной кислоте (таблица 3, образцы 2-5). Образцы хитина были обрабо таны соляной кислотой с концентрацией 0.5 моль/л и 5.0 моль/л при 50 С в течение 90 мин. Затем каждый из них деацетилировали в 50 %-ном растворе NaOH при 98 С в течение 30 мин. Далее, полученные образцы хитинов (2 и 4) и хитозанов (3 и 5) были полностью ацетилированы, и из них получили карбок-симетилхитины по методике, описанной в разделе 2.2.3. Как следует из таблицы 3.4, средние молекулярные массы образцов КМХТН, полученных из одинаковых образцов хитина, совпадают (образцы 2 и 3, 4 и 5) и значительно меньше молекулярной массы КМХТН, полученного из исходного хитина (образец 1). Молекулярные массы КМХТН были определены методом ВЭЖХ, описанном в разделе 2.2.4.2.
Результаты, приведенные в таблице 3, подтверждают, что были получены образцы КМХТН, имеющие одинаковое строение мономерного звена, поэтому можно сравнивать величину относительной молекулярной массы (ММ/ММ0) образцов хитина и хитозана, имеющих различные DD.
Поскольку образцы КМХТН № 2 и 3, а также № 4 и 5 характеризуются одинаковой ММ, это подтверждает отсутствие деполимеризации в процессе щелочного деацетилирования.
Известно, что гидролиз полуацетальных связей (к ним относятся и глико-зидные) происходит в присутствии разбавленных минеральных кислот. В щелочной и нейтральной среде эти связи устойчивы [13, 23].
Как следует из распределения электронной плотности во фрагменте гли-козидной связи молекулы хитина, на гликозидной связи находится избыточный отрицательный заряд. Таким образом, следует ожидать, что из-за электростатического отталкивания атака гликозидной связи гидроксил анионами будет подавлена, и следовательно, в щелочной среде гидролиз гликозидной связи происходить не будет (или будет протекать с малой скоростью).
По аналогии с гидролизом простой эфирной связи гидролиз гликозидной связи начинается с электрофильной атаки (протонирования) по атому ксисло-рода с образованием оксониевого иона, и далее соседний с атомом кислорода углеродный атом атакуется нуклеофилом с разрывом связи С-О.
Для выяснения роли нуклефильных агентов в расщеплении гликозидной связи было изучено влияние щелочей NaOH и КОН различных концентраций и солей NaCl, Nal и KI.
В зависимости от механизма замещения можно предположить следующее влияние природы нуклеофила.
Если реализуется механизм SN2, в котором лимитирующей стадией является атака нуклеофильного агента, следует ожидать, что увеличение нуклео-фильности атакующего агента приведет к облегчению процесса расщепления связи С-О.
В случае механизма SN1 скорость не зависит от природы нуклеофила, так как последний не принимает участия в лимитирующей стадии [21].
Обработка хитина в течении 2 суток при 95 С в воде, 25 %-ном NaCl и 50 %-ном NaOH в атмосфере кислорода и атмосфере азота показала практически полное совпадение молекулярной массы карбоксиметилхитинов (КМХТН).
Хроматограммы КМХТН исходного хитина и хитина, обработанного водой и 50 % NaOH в атмосфере азота, приведены на рис. 3.21. Отмечается даже незначительно большая ММ для образцов, обработанных 50 % NaOH. Хотя средняя молекулярная масса снизилась по сравнению с исходным хитином.
