蟹壳和虾壳是生产各种有价值的化学物质的重要资源。这些动物的外骨骼是由聚合物几丁质组成的，这是我们星球上最丰富的海洋生物质。从化学上讲，几丁质是一种由含氮糖制成的聚合物N-乙酰氨基葡萄糖(图1)N-乙酰氨基葡萄糖与葡萄糖相似，除了存在一个氮原子，这使得它可用于广泛的增值化学品，如药品，化妆品和功能性聚合物。目前，生产N-乙酰氨基葡萄糖需要浓盐酸和与酶的长时间反应。这些方法效率低下，限制了几丁质的小规模用途，如保健食品。因此，大多数甲壳素作为废物被丢弃。因此，我们需要开发一种高效、环保的工艺，使甲壳素得到更广泛的利用。

图1所示。利用化学和物理力量将几丁质转化为单体。粉红色部分:糖苷键。淡蓝色部分:酰胺键。

甲壳素转化的困难是由于在甲壳素中存在含氮化学键(酰胺键)N乙酰氨基葡萄糖单位。的生产N来自几丁质的-乙酰氨基葡萄糖需要选择性地切割几丁质的单体单元之间的连接(称为糖苷键)，而不破坏酰胺键(图1)。由于其高反应性，保存酰胺键是困难的，但它对于保持化学独特性至关重要N乙酰氨基葡萄糖。

在此，我们设想了一种利用物理和化学力协同作用于几丁质分子来生产甲壳素的方法N我们的假设如下:在几丁质链上施加拉力会削弱糖苷键，在酸催化剂的存在下，糖苷键很容易断裂。相反，张力对酰胺键几乎没有影响，因为它们存在于几丁质链的一侧。

图2所示。提出了拉应力与硫酸协同作用的机理。

我们的工艺成功地将几丁质转化为N-乙酰氨基葡萄糖及其衍生物在短时间内(图1)。首先，在甲壳素中加入极少量的硫酸，使其保持材料的粉末形态。然后将几丁质与陶瓷球一起加入陶瓷锅中。然后锅高速旋转，导致球和锅壁之间的冲击。几丁质夹在两个碰撞体之间，并经历拉伸力。然后用硫酸选择性地切断被拉应力削弱的糖苷键。这种处理产生的低聚糖由几种N乙酰氨基葡萄糖单位。低聚糖是高活性的，很容易转化为N热水中的-乙酰氨基葡萄糖或其衍生物(1-O甲基-N-乙酰氨基葡萄糖)在热甲醇中的高收率。与传统工艺相比，这种工艺大大减少了酸的使用。而且，整个过程在一天内完成。

N-乙酰氨基葡萄糖和1-O甲基-N-乙酰氨基葡萄糖可以作为产生抗癌和抗病毒药物的前体。在未来，它们还可以用于制备新的功能聚合物。该系统可方便地从几丁质中合成糖类化合物，这是提高废弃蟹壳利用率的第一步。

小林博和，福冈敦
北海道大学催化研究所

出版

n -乙酰基保留的甲壳素催化解聚研究。
杨小林，李建平，李建平，李建平，李建平
ChemSusChem。2015年11月

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