海岸生物资源化学与应用

海岸带生物资源的开发利用，主要针对天然生物活性物质的筛选、针对性修饰及相应的产品开发。

团队主要从事多糖类吸湿保湿剂的开发和多糖杀菌抑菌衍生物的制备及抑菌活性研究。制备了多糖希夫碱、季铵盐、羧甲基希夫碱、羧甲基季铵盐、脲取代羧甲基多糖、类透明质酸多糖等近百种壳聚糖衍生物，并研究了取代基团对多糖衍生物吸湿保湿活性和抑菌活性的影响，氨基正电性对壳聚糖衍生物抑菌活性的影响，氨基形式对壳聚糖衍生物抑菌活性的影响等方面的工作，已经以第一作者或通讯作者发表SCI论文21篇，EI论文7篇，申报国家发明专利24项，其中15项已经获得授权。为本项目的顺利实施奠定了坚实的工作基础。

研究组近期对菊糖、壳聚糖、海藻糖、乳糖等多种糖类化合物进行了氨基化修饰，制备得到了相关糖类化合物的氨基衍生物。在此基础上进行二次修饰，以提高糖类衍生物的吸湿保湿活性和抑菌活性，以期开发具有高附加值的糖类衍生物，最终实验产业化的目标。

1.海藻糖季铵盐的研发背景

吸湿保湿剂在日化领域是必不可少的，尤其是化妆品领域，更是重要组成部分，而且产品的优劣、价格高低与所含的吸湿保湿剂种类关系密切，尤其是高端的化妆品，其利润相当高。透明质酸分布非常特殊，大量生产透明质酸的困难很大，无法满足化妆品市场的需要。从而也导致透明质酸的价格昂贵。

海藻糖季铵盐的吸湿保湿活性高于透明质酸，可以替代透明质酸作为吸湿保湿剂进行开发，而且，海藻糖季铵盐的成本与海藻糖原料相差不大，每吨价格大约有24万元，远低于透明质酸的600万/吨。透明质酸的国内年产量只有40吨左右，价格昂贵且供不应求，海藻糖的国内年产量有10万吨左右，因此海藻糖季铵盐的生产原材料非常充足，远非透明质酸可比，因此，海藻糖季铵盐的应用完全可以解决透明质酸的严重缺乏和价格昂贵的问题，具有重大的经济效益与社会效益。

根据活性叠加原理和亚结构连接的方法，最终把筛选出的具有良好吸湿保湿活性的季铵盐基团接入海藻糖，制备合成了海藻糖季铵盐，经过结构鉴定、活性测试，结果表明在相同的相对湿度、相同的质量以及相同的测试时间下，海藻糖季铵盐的吸湿保湿活性比透明质酸高10%左右，性能指标高，在国内外尚属首次，在化妆品领域完全可以替代透明质酸，同时可以推动海藻糖相关产业进一步发展，经济效益和社会效益显着。

2.海藻糖季铵盐的合成路线和鉴定

以化妆品级别的海藻糖与化妆品级别的环氧丙基三甲基氯化铵为原料，合成制备了海藻糖季铵盐，其吸湿保湿活性高于透明质酸。最重要的是这种新化合物的成本低廉，由于产率高，导致海藻糖季铵盐的成本与海藻糖的成本基本持平，是一种具有非常大的市场竞争力的新型吸湿保湿产品。

通过质量称重法，对海藻糖、透明质酸及海藻糖季铵盐的吸湿保湿活性在不同的相对湿度下进行测定，结果表明，海藻糖季铵盐的吸湿保湿活性远高于海藻糖，同时也高于透明质酸。

合成海藻糖季铵盐所用的海藻糖原料以及环氧丙基三甲基氯化铵均为化妆品级，合成完成后经过适当的处理，无反应介质残留，从实验室规模可以每次制备50g海藻糖季铵盐，产率变化不大；反应路线成熟。通过检测，所制备的海藻糖季铵盐新化合物中铅、镉、汞、砷等重金属离子的含量，以及微生物指标测定数据远低于国家卫生部化妆品卫生规范所规定标准；同时，海藻糖季铵盐具有很好的水溶性与脂溶性；通过相关企业的使用，证明与化妆品的其他原材料配伍性良好，可以在化妆品领域作为高端吸湿保湿剂进行应用。