壳聚糖亲水性改性并应用于护肤营养素胶原蛋白缓释胶囊的制备.docx

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壳聚糖亲水性改性并应用于护肤营养素胶原蛋白缓释胶囊的制备

目录

摘要I

AbstractII

1.前言1

1.1壳聚糖的简介1

1.2壳聚糖的性质及结构1

1.3壳聚糖在化妆品中的应用2

1.3.1护肤用品2

1.3.2护发用品4

1.3.3美容化妆品4

1.3.4其他洗涤用品4

1.4壳聚糖的改性及其应用4

1.4.1壳聚糖羧基化反应5

1.4.2壳聚糖酰化反应6

1.4.3壳聚糖烷基化反应6

1.4.3.1与卤代烷发生烷基化反应6

1.4.3.1.1O位烷基化7

1.4.3.1.2N位烷基化7

1.4.3.1.3O,N位烷基化8

1.4.3.2与长链脂肪酰反应8

1.4.3.3与高级脂肪醛反应8

1.4.3.4与环氧衍生物反应8

1.4.4壳聚糖酯化反应8

1.5胶原蛋白的简介9

1.6胶原蛋白对皮肤的作用10

1.7胶原蛋白在化妆品中的应用11

1.7.1美容品11

1.7.2护肤品11

1.8胶原蛋白/壳聚糖胶囊11

1.9本课题研究的内容及其意义12

2.实验部分13

2.1实验仪器及药品13

2.1.1实验仪器13

2.1.2实验药品13

2.2实验流程14

2.2.1壳聚糖硫酸酯的制备14

2.2.1.1合成方式14

2.2.1.2壳聚糖乙酸溶液的制备15

2.2.1.3硫酸酯化体系的选择15

2.2.1.4壳聚糖硫酸酯化16

2.2.1.5壳聚糖硫酸酯粗品后处理16

2.2.2壳聚糖硫酸酯的性能检测17

2.2.2.1红外光谱测定17

2.2.2.2酯化度测定17

2.2.2.3壳聚糖硫酸酯和壳聚糖的吸湿与保湿能力的测定17

2.2.3胶原蛋白/壳聚糖微球的制备18

2.2.3.1交联剂的选择18

2.2.3.2合成原理18

2.2.3.3合成方法19

2.2.3.4胶原蛋白/壳聚糖微球粗品的后处理19

2.2.4胶原蛋白/壳聚糖微球的性能检测19

2.2.4.1红外光谱测定19

2.2.4.2粒径分布与观察19

2.2.4.3胶原蛋白标准曲线的测定19

2.2.4.4体外释放20

3.结果与讨论21

3.1壳聚糖硫酸酯制备方法的确定21

3.2壳聚糖硫酸酯的红外分析21

3.3影响壳聚糖硫酸酯酯化度的因素23

3.3.1反应温度的影响23

3.3.2反应时间的影响23

3.3.3酯化基加入量的影响24

3.4壳聚糖硫酸酯和壳聚糖吸湿与保湿能力测试25

3.4.1吸湿性能25

3.4.2保湿性能26

3.5胶原蛋白/壳聚糖微球的红外分析26

3.6胶原蛋白/壳聚糖微球的粒径分布27

3.7胶原蛋白的紫外吸收光谱28

3.8胶原蛋白/壳聚糖微胶囊的体外释放及影响因素29

4.结论30

参考文献31

致谢34

壳聚糖亲水性改性并应用于护肤营养素胶原蛋白缓释胶囊的制备

沈玉荧

摘要

本文用浓H2SO4/DMF作为硫酸酯化体系，对壳聚糖进行硫酸酯化改性，以提高其吸水和保水能力。

对壳聚糖硫酸酯化的反应温度、反应时间、物料比等影响因素进行了探讨，最佳反应条件为：

600C,3h，n（浓硫酸）：

n（壳聚糖可反应基团）=6:

1。

对壳聚糖和壳聚糖硫酸酯的吸湿和保湿性进行测定，对壳聚糖硫酸酯的酯化度进行测定。

用乳化交联法，以环氧氯丙烷为交联剂，以壳聚糖为载体，以胶原蛋白为模型药物，制备了胶原蛋白/壳聚糖微胶囊。

经过体外释放模拟实验表明胶囊具有缓释效果，通过红外光谱表征胶原蛋白附在壳聚糖上。

关键词：

壳聚糖改性,硫酸酯化,保水性,胶原蛋白

I

Hydrophilicmodificationofchitosanandcollagenskincarenutrientspreparationofsustained-releasecapsules

Shenyuying

Abstract

Thisarticleusesconcentratedsulfuricacid/formamideassulfonatedsystem，sulfated

Chitosanandimproveitsabsorptionefficiencyandmoisturizingefficiency.Variousconditionswereexaminedincludingthereactiontemperature,thereactiontimeandtheamountsofinitiator;optimumconditions：

60℃,3h,n（H2SO4）:

n（Reactivegroup）=6:

1.Determinedtheabsorptionefficiency,moisturizingefficiencyofchitosanandsulfatedchitosan;Determinesthedegreeofesterificationofsulfatedchitosan.Basedemulsifying,chemicalcross-linking,usesepichlorohydrinascrosslinker,chitosanaspolymercarrier,collagenasamodeldrugtomakecollagen/chitosanmicrocapsulescontainingdrugs.Throughsimulationexperimentsinvitrorelease,showthatthesustainedreleasecapsule.CharacterizationbyIRshowthatcollagenisattachedtothechitosan.

Keyword:

modifiedchitosan,Sulfation,moisturizingfunction,Collagen

II

1.前言

1.1壳聚糖的简介

地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就是甲壳素，前者主是由植物合成，后者主要由动物生成。

它也是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。

壳聚糖是甲壳素的部分脱乙酰基化产物，是自然界存在的唯一碱性多糖，它具有良好的生物相容性、生物降解性、几乎无过敏作用，具有许多医学功能和药物作用等功能[1]。

壳聚糖属于氨基多糖，学名为[（1,4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖]，分子式为（C8H13N05）n，单体之间以β（1-4）糖苷键连接。

壳聚糖有α，β，γ3种晶型，其中α-壳聚糖存在最丰富，也最稳定[2]。

壳聚糖，又名壳多糖、聚氨基葡萄糖等，是甲壳素的脱乙酰化产物，两者单元结构为：

甲壳素壳聚糖

1811年，法国科学家H.Braconnot从霉菌中首先发现了甲壳素，之后，1859年，Rouget在把甲壳素与氢氧化钾溶液中共煮时发现了壳聚糖。

但由于当时科研水平较低，在近100多年的时间里对壳聚糖的研究时断时续。

从1811年直到1910年的100年间，全世界仅有20篇关于壳聚糖论文的发表，开创性的工作大多是法国人做得。

1934年在美国首次出现了关于制备壳聚糖的专利和制备壳聚糖膜、壳聚糖纤维的专利，并在1941年制备出了壳聚糖人造皮肤和手术缝合线,1936年和1943年，苏联人和日本人分别投入了甲壳素和壳聚糖的研究[36]。

直到20世纪50年代以来，对甲壳素、壳聚糖的研究才变得活跃起来[7]。

近20年来，随着壳聚糖多种生物活性的发现，全世界对该类产品的研究十分活跃，其应用领域也不断拓宽。

从最初生产壳聚糖作为一般化工医药原材料，到目前研究开发高生物活性的低聚糖产品，现在已在化妆品、医学、药物学、生物工程、食品、保健品、和农业等领域中得到了广泛的应用[4-5]。

国际上十分重视壳聚糖这一资源的开发和利用，一场壳聚糖及其衍生物的开发热正在世界范围内兴起。

有些研究者认为，甲壳素和壳聚糖将像塑料一样走进寻常百姓家，成为21世纪的支柱产业[3]。

虽然我国从80年初甲壳素的开发利用引起了专家学者的重视,并且近些年来关于甲壳素和壳聚糖的各种应用已有不少报道[6]，但迄今为止，我国在这方面的研究仍很落后。

1.2壳聚糖的性质及结构

壳聚糖系白色或淡黄色片状固体，或青白色粉粒，略有珍珠光泽，半透明，干燥条件下可长期保存。

因原料不同和制备方法不同，相对分子质量也从数十万至数百万不等。

由于壳聚糖分子中含有大量的羟和氨基，分子之间存在很强的氢键作用，且分子量很高，结构紧密，使得它不溶于水和碱溶液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。

溶于稀酸时呈粘稠状，于稀的硫酸。

在酸性溶液中，分子中的-NH2与H+结合，生成带正电荷的聚电解质，这在天然多糖中是惟一的，赋与它许多独特的物理化学性质。

壳聚糖是一个高度弯曲折叠的纤维状的糖胺聚糖，也具有与蛋白质相似的一、二、三、四级结构，一级结构是线性链中β-1,4糖苷键连接N-氨基有萄萄糖残基的顺序，不涉及次级的相互作用；二级结构是指骨架链中以氢健结合所形成的各种聚合体，二级结构只关系到壳聚糖分子主链的构象，不涉及侧链的空间排布；三级结构是指有重复顺序的一级结构和非共价相互作用造成的有序的二级结构导致空间有规则而粗大的构象；四级结构是指长链间非共价结合形成的聚集体[7]。

壳聚糖的结构由氢键类型的不同而有三种结晶聚合形式：

α-壳聚糖、β-壳聚糖、γ-壳聚糖。

这三种形式的壳聚糖的主要区别在于结晶区内分子结构排列不同，α-壳聚糖，由两条的反向平行的糖链组成，而β-壳聚糖，由两条同向平行的分子链组成，γ-壳聚糖则一般认为是由两条平行链与一条反向链组成。

尽管α-和β-壳聚糖均有C=O…H-N分子间氢键，但β-壳聚糖的-CH2OH基团间没有氢键的作用，而α-壳聚糖有，因而β-壳聚糖在水中的溶胀性比α-壳聚糖好[7]。

壳聚糖具有很好的吸附性、成纤性、成膜通透性、吸湿保湿性、生物活性等。

壳聚糖的溶解度因分子量、脱乙酰度和酸的种类不同而有些差别，一般说，分子量越小，脱乙酰度越大，溶解度就越大[8]。

1.3壳聚糖在化妆品中的应用

近几年来，人们对化妆品的概念从以美容为主要目的，转向美容与护理并重，甚至以科学护理为主，兼顾美容，应用于化妆品的原料也由合成材料趋向于使用天然原料。

壳聚糖作为一种资源丰富、价格低廉的天然高分子化合物，属于一种高度安全、无刺激性的皮肤调理剂，具有高度保湿性，能在皮肤表面成膜透气，络合重金属，有效清除进入皮肤的毒素，起到清洁皮肤和使皮肤光洁细腻的功效，已引起化妆品界的广泛关注。

目前，在日本、法国、美国等许多大型日化公司已大量使用壳聚糖及其衍生物，国内也有以壳聚糖为原料的化妆品进入市场，将壳聚糖用于化妆品中将成为行业的一个新趋势。

1.3.1护肤用品

研究证明，皮下水分的散失是人的皮肤衰老的主要原因之一，正常角质层含水量10%-20%，当外界相对湿度低于60%时，角质层含水量下降到小于10%，皮肤就会显得干燥，角质层厚20微米，角质层含水量由内往外呈梯度下降，而角质层的水有结合水与游离水，在角质层内水与离子、氨基酸、蛋白质等形成结合水，结合水达到饱和状态时，于角质层细小的间隙形成水滴，形成游离水。

肌肤的好坏依赖于皮肤的巧妙运作，以促其水分与脂肪的平衡及新细胞与旧细胞的更替，以及其它一切新陈代谢的顺利进行。

倘若使人体生理活动理想化，自然有细嫩美丽的肌肤。

然而肌肤时时都会受到外界的威胁。

皮质膜、角质层以及表皮的微生物都可保护皮肤，通过调节水分、调节体温、防御以及各器官的综合作用，才能保持自然美丽的肌肤。

从保湿平衡看既要让皮肤保持水分、油脂，又有NMF来保持皮肤吸水性和保湿性，从化妆品来看，要促进皮肤保水、保油。

因此需往化妆品里人工添加保湿剂，通过加入高效的保湿剂来提高它的保湿效果，使得皮肤有更好保水、油的功能。

根据不同的作用机理把保湿剂分为：

（1）防止水分蒸发的油脂保湿，形成保湿屏障；

（2）吸收外界水分的吸湿保湿；

（3）结合水合作用的水合保湿；

（4）修复角质层细胞的修复保湿。

而壳聚糖与当今人们公认的“超级保湿剂”透明质酸相类似，具有优良的保湿性和润湿性。

陈育平[9]的实验表明，在壳聚糖6位羟基上羧甲基化形成的羧甲基壳聚糖，引入了强亲水性的羧甲基，改善了水溶性，使其吸湿保湿性较壳聚糖有了明显的提高其吸湿保湿性也优于传统的保湿剂甘油和透明质酸，与某些化学合成的保湿剂相比较，它无毒、无害、对皮肤和眼粘膜无刺激，不存在接触过敏的问题，而且价格便宜。

添加壳聚糖的洁肤、护肤液具有良好的吸湿、保湿性能。

壳聚糖用于化妆美容时，很容易形成保护皮膜，其吸湿、保水作用，可使肌肤变得柔软、湿润、延展性好。

由于壳聚糖的理化性质及其结构具有易塑性的特点，在护肤化妆品中用途也较为广泛，如：

膏、粉、霜、海绵等均有应用。

壳聚糖吸水、保水能力较优，即使在干燥空气中也能保持占质量8%以上的水分，可应用在按摩用滑润护肤品中，其效果良好，可增加对皮肤的亲和力。

壳聚糖与其他高分子物质复合制备的面膜，由于这种多糖类物质良好的亲水性、亲蛋白性，对皮肤无过敏、无刺激、无毒性反应，且在成膜过程中使得整个面膜材料与皮肤接触感明显柔和。

壳聚糖本身还可以抑制黑色素形成酶-酪氨酸酶的活性，从而消除由于代谢失调而引起的黑色素。

膏霜类化妆品中适量加入壳聚糖可以渗透进入皮肤毛囊孔，抑制并杀死毛囊孔中藏匿的霉菌、细菌等有害微生物，从而消除由于微生物侵害而引起的粉刺、皮炎，同时可消除由于微生物积累而引起的黑素、色斑等。

壳聚糖分子结构中的游离氨基，可与金属离子如Fe3+、Mn4+等产生螯合作用，形成络合物或沉淀，对金属离子予以封锁，使产品质量提高。

1.3.2护发用品

壳聚糖在弱酸性条件下可成为带正电的高分子聚电解质而直接用于香波、洗发精等的配方中，使乳胶稳定化以保护胶体；壳聚糖分子中的氨基质子带正电荷，使其具有抑制静电荷的蓄积与中和负电荷的作用，这种防止带电的效能可以防止脱发；同时在保持头发的湿润、光泽、定型、柔顺、易梳理及增强头皮表皮细胞的代谢、增加头发营养的供给等方面，都具有良好的效应。

壳聚糖与染料复配，同时起固发和染发作用，使头发增添色彩和光泽；壳聚糖在任一聚合步骤均不含有毒单体，在生理上有绝对的安全性。

正因为壳聚糖在护法用品中显示出上述有效的特性，所以壳聚糖已经作为一种化妆品原料添加入洗发香波、发用调理剂、梳理剂、摩斯、喷发剂等五个护发品种中。

此外壳聚糖类对头发和头发上的油污及头屑有吸附作用，是制备干性洗头粉的理想材料，适合用于需急干或卧床不易于水洗头的病人使用，使用后，再经梳理就可将粉连同其吸附着地油污和头屑去掉[37]。

1.3.3美容化妆品

在美容化妆品中，壳聚糖具有易成膜、皮肤调理性能好、防止皮肤干裂、粗糙及老化、加速伤口愈合、增强化妆品有效成分的透皮吸收、加速表皮细胞的代谢和再生能力的功能。

从而达到减缓衰老，修饰美容的效果。

添有壳聚糖的化妆品可在人体表皮上形成一道天然屏障，可以阻断或减弱紫外线和病菌等对皮肤的侵害，对紫外线和激光损伤的皮肤有很好的疗效，起到使损伤的皮肤再生，补充皮肤的水分，增加皮肤的弹性，减少炎症减轻皮肤干燥症状的作用。

如果把它添加到霜膏，不但可以给皮肤提供营养成分如胶原蛋白等，而且可填充在表皮产生的干裂缝中，和表皮脂膜层中神经酰胺作用，最终和表皮长成一体，以达到修饰美容的效果。

壳聚糖与染料合成着色剂，将其精制成的微粒，可以作为粉剂、唇膏、指甲油和眉笔等的底物，使它们更加易涂布和滑润，并且不易结块，毒性明显降低。

1.3.4其他洗涤用品

固体肥皂中加入壳聚糖和水溶性壳聚糖，能使皮肤有很好的润湿感；洗衣液中加入壳聚糖，这种生态洗涤液中所含的壳聚糖能促进水体中嗜酸乳杆菌与放线菌等有益微生物增加，抑制病原菌，并螯合重金属，加速生物降解，净化水体环境。

壳聚糖及其衍生物可以预防龋齿和牙周溃疡，除去或减轻口臭。

在牙膏方面，因壳聚糖的物化性能，可使牙膏膏状稳定，稠密和口感凉爽，具有药物价值。

在牙膏中加入5%甲壳素无机酸或有机酸颗粒，还可以改进研磨性与外观，同时有抗菌消炎的作用，成为口腔卫生的佳品。

1.4壳聚糖的改性及其应用

壳聚糖分子链上与化学性质相关的功能基团包括氨基葡萄糖单元上的6位伯羟基、3位仲羟基和2位氨基或一些N-乙酰氨基以及糖苷键。

其中糖苷键比较稳定，不易断裂，也不与其他羟基形成氢键，乙酰氨基化学性质稳定，但参与氢键形成。

通常壳聚糖的化学反应只涉及到两个羟基和氨基，容易进行如酰基化、羧基化、N-烷基化、酯化等改性[1]。

壳聚糖由于结构上具有的羟基和氨基活性基团，可以进行形式多样的化学改性，通过特定的反应条件和方法，得到各种不同的壳聚糖衍生物。

壳聚糖衍生物既能解决壳聚糖在水中或有机溶剂中的溶解性，又因有着优良的性能而广泛的用途，随着壳聚糖研究的不断深入，其衍生物必将发挥越来越重要的作用。

1.4.1壳聚糖羧基化反应[10]

在醇/碱体系中，含羧基的卤代烷与壳聚糖很容易反应得到N，O-取代的羧基化壳聚糖衍生物。

1986年，Hayes采用壳聚糖与氯乙酸反应，在碱化0.1~1h、40~70oC反应2~12h的条件下，制得N，O-羧甲基壳聚糖，并首次证实羧甲基取代反应同时在羟基和胺基上进行。

吴刚等[38]采用多段升温法将壳聚糖改性，制备了取代度较高的N，O-羧甲基壳聚糖，提高了其水溶性，扩展了其用途；陈凌云[39]等研究了壳聚糖分子量对羧甲基壳聚糖的取代度和取代位置的影响，结果表明取代度随壳聚糖分子量的降低而增大，且不同取代位置的取代度大小为OH-6>OH-3>-NH2；若制备取代位置明确的羧基化壳聚糖，可先将氨基采用保护基团保护后再进行羧基化反应，得到O-羧基化壳聚糖。

壳聚糖N-羧基化可以改善壳聚糖的水溶性，另外，羧酸基团的引入，也可以得到具有类氨基酸结构的新型多糖衍生物，从而体现一些优良的物理化学及生物活性。

壳聚糖N-羧基化一般有以下4种途径：

（1）壳聚糖与醛酸或酮酸反应，在酸性介质中,壳聚糖与醛酸或酮酸反应能生成Schiff碱，用NaCNBH3或NaBH4还原，得到N-羧基化壳聚糖衍生物。

（2）壳聚糖与丙烯酸（酯）的反应，在pH6.9的磷酸（盐）缓冲液和乙醇混合体系（5:

3,V:

V）中，壳聚糖与丙烯酸乙酯发生Michael亲核加成反应，生成N-丙酸乙酯壳聚糖，再用氢氧化钠水解,得到N-羧乙基壳聚糖。

（3）壳聚糖直接与酸酐反应，在酸性条件下，壳聚糖直接与酸酐反应，可以得到N-羧基化壳聚糖衍生物。

（4）壳聚糖与卤代酸的反应，碱性条件下，壳聚糖与卤代酸反应能得到相应的N-羧基化壳聚糖。

壳聚糖的羧基化改性不但可改善壳聚糖的水溶性，还能得到兼具-NH2和-COOH的两性壳聚糖衍生物，此类衍生物具有良好的水溶性、表面活性、成膜性、吸湿保湿性、抗菌、抗氧化等生物性能；在化妆品、食品、生物医药等方面呈现出广阔的应用前景。

壳聚糖的羧基化研究最多的是羧甲基化反应。

羧甲基壳聚糖因其良好的水溶性和绿色环保性,在环保水处理、医药和化妆品等领域得到越来越广泛的应用。

毒理学研究表明，羧甲基壳聚糖无任何毒副作用，在医药上可作为免疫辅助剂，具有抗癌作用而不损伤正常细胞。

1.4.2壳聚糖酰化反应

壳聚糖的酰化反应是化学改性研究最早的一种反应通过引入不同分子量的脂肪或芳香族酰基，所得产物在有机溶剂中的溶解度可大大改善。

壳聚糖的酰化反应既可以在羟基上发生，生成酯，也可在氨基上发生，生成酰胺，但反应的活性从大到小的排列是：

NH2-3>OH-6>OH-2。

早期的酰化反应是在乙酸和酸酐或酰氯中进行的，反应条件温和，反应速度较快，但试剂消耗多、分子链断裂十分严重[11]。

郑化等[12]以醋酸和甲醇为介质，通过饱和酸酐和壳聚糖发生酰化反应制备了N-酰化壳聚糖,并对最佳反应条件和取代度控制进行了研究。

近年来的研究发现甲磺酸可代替乙酸进行酰化反应。

甲磺酸既是溶剂，又是催化剂，反应在均相进行，所得产物酰化程度较高。

壳聚糖上的氨基可以与甲磺酸形成弱酯而将氨基保护起来，从而使酰化反应发生在-OH位置上。

反应结束后，向体系中加入氨水进行多次中和时，得到O-酰化壳聚糖产物。

壳聚糖与邻苯二甲酸酐发生的酰化反应可以作为保护氨基的一种方法应用，但仅以DMF作为溶剂则会使反应部分发生在羟基。

Keisuke[14]等人详细研究了DMF/H2O的比例对该反应的影响，认为当m（DMF）Bm（H2O）=95B5时，该反应可以较好地仅对氨基进行保护。

酰化壳聚糖衍生物有很好的生物相容性，是一种潜在的医用生物高分子，并且含有羧基的酰化壳聚糖衍生物有较好的吸湿和保湿性能。

汪琴等[13]以琥珀酸酐与壳聚糖反应制得了N-琥珀酰壳聚糖,讨论了取代度与水溶性、吸湿、保湿性的关系，在分子量相近的情况下，N-琥珀酰壳聚糖的吸湿、保湿性优于透明质酸。

1.4.3壳聚糖烷基化反应[15]

烷基化反应即在壳聚糖的氨基或羟基部分引入烷基，生成壳聚糖烷基化衍生物。

壳聚糖分子上的氨基基团，携带有一对孤对电子，具有很强的亲核性，由于氨基的反应活性大于羟基的反应活性，与卤代烷反应较易发生N-烷基化。

壳聚糖引入烷基后，其分子间氢键被显著削弱，因此烷基化壳聚糖的溶解性大大改善了，不但溶于水，而且在甲醇、乙二醇、1,3-丁二醇、丙三醇中都可完全溶解，在氯乙醇、丙二醇中部分溶解，在甲酰、N，N-二甲基甲酰胺二甲亚砜等溶剂中溶胀。

烷基化壳聚糖具有水溶性，吸附性，抑菌性等优良的性能，为壳聚糖的开发利用带来了广阔的前景。

另外其具有良好的成膜性、增粘性、防静电和防尘性,所以被大量用在化妆品工业上。

如双二正丙基壳聚糖能与阴离子洗涤剂相容，适用于洗发香波。

1.4.3.1与卤代烷发生烷基化反应

壳聚糖的氨基位、C6羟基位均可与卤代烷发生取代反应引入烷基，可选择性的进行O位烷基化、N位烷基化、N，O位烷基化。

1.4.3.1.1O位烷基化

如果直接进行烷基化反应，在N，O位上都可以发生反应。

为了选择在O上发生烷基化壳聚糖反应，必须先对N-进行保护，通常保护氨基的方法有希夫碱法。

希夫碱氨基保护法是先将壳聚糖与醛反应形成希夫碱，再用卤代烷进行烷基化反应，然后在醇酸溶液中脱去保护基，既得到只O-取代的衍生物。

反应过程如下：

图1-1壳聚糖的O-烷基化反应方程式

Fig.1-1CuringformulaofO-AlkylationinChitosan

1.4.3.1.2N位烷基化

壳聚糖分子上的氨基基团，携带有一对孤对电子，与卤代烷反应，可得到相应的N-烷基化产物。

汪敏等[16]采用溴化十六烷基三甲基铵（CTAB）作相转移催化剂（PTC），在氢氧化钠水溶液进行低聚水溶性壳聚糖的双亲性N-十六烷基化修饰改性反应，并研究了反应介质、催化剂种类、碱的用量、烷化剂用量、反应时间、反应温度等因素对壳聚糖衍生反应的影响，反应过程如下所示：

图1-2壳聚糖的N-烷基化反应方程式

Fig.1-2CuringformulaofN-AlkylationinChitosan

1.4.3.1.3N,O位烷基化

在碱性条件下，壳聚糖与卤代烷直接反应，可制在N，O位同时取代的衍生物。

反应条件不同，产物的溶解性能有较大的差别。

该类衍生物也有较好的生物相容性，有望在生物医用材料方面得到应用。

1.4.3.2与长链脂肪酰反应

壳聚糖与脂肪酰（酸酐、酰卤等）